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FFQA IV - Lista de exercícios 1 – Prof. Flávio Paiva – Uniube Entregar no dia da P1! 1) Em que temperatura na escala Fahrenheit é igual (a) a duas vezes a leitura na escala Celsius e (b) a metade da leitura na escala Celsius? a) 320 °F b) -12,3 °F 2) Em uma escala linear de temperatura X, a água congela a -125 °X e evapora a 375 °X. Em uma escala linear de temperatura Y, a água congela a -70 °Y e evapora a -30 °Y. Uma temperatura de 50 °Y corresponde a que temperatura na escala X? 1375 °X 3) Um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para esquentar 100g de água, com o objetivo de preparar uma xícara de café solúvel. Trata-se de um aquecedor de “200 Watts”, ou seja, 200 Joules por segundo. Calcule o tempo necessário para aquecer a água de 23 °C para 100 °C, desprezando as perdas de calor. 160 segundos 4) Quanto tempo um aquecedor de água de potência 59 kW leva para elevar a temperatura de 150 litros de água de 21 °C para 38 °C? 3 minutos 5) Uma panela de ferro de massa 2500g está à temperatura de 20 °C. Derrama- se nela 1 litro de água a 80 °C. Admitindo-se que só haja trocas de calor entre a água e a panela, qual será a temperatura de equilíbrio térmico? 68 °C Dados: Calor específico do ferro: 0,1 cal/g.°C Calor específico da água:1,0 cal/g.°C Densidade absoluta da água: 1 kg/l 6) Uma piscina contém 1000 litros de água, a uma temperatura de 22 °C. Uma pessoa quer aumentar a temperatura da piscina para 25 °C, despejando certo volume de água fervente (a 100 °C) no interior da mesma. Quantos litros de água fervente serão necessários? 40 litros 7) Um pedaço de gelo de 50g a 0 °C é exposto ao sol e se derrete completamente em 5 minutos. Qual foi a quantidade de calorias absorvidas por minuto pelo pedaço de gelo? 800 cal/min Dado: calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g. 8) Uma garrafa térmica contém 130 ml de café a 80 °C. Um cubo de gelo de 12g à temperatura de fusão é usado para esfriar o café. Qual a temperatura do café após todo o gelo derreter? Trate o café como se fosse água pura e despreze as trocas de energia com o ambiente. 66,5 °C 9) O gráfico a seguir indica as mudanças de estado da substância pura chumbo quando submetida a um aquecimento: a) Qual o estado físico em que o chumbo se encontra após 15 minutos de aquecimento? Sólido + Líquido b) Durante quanto tempo o chumbo permaneceu totalmente líquido? 15 minutos c) Em qual estado físico o chumbo se encontra a uma temperatura de 1760 °C? Gasoso 10) O gráfico abaixo representa a temperatura de uma amostra de 100g de determinado metal, inicialmente no estado sólido, em função da quantidade de calor que ela absorve. Pede-se: a) a temperatura de fusão do metal. 330 °C b) o calor latente de fusão do metal. 6 cal/g 11) Qual a quantidade de calor necessária para transformar 5kg de gelo à -10 °C em água líquida à 80 °C? Monte o gráfico com a curva de aquecimento. 825.000 cal ou 3.448.500 J Dados: Calor específico do gelo: 0,50 cal/g.°C ou 2,05 KJ/Kg.K Calor específico da água líquida: 1 cal/g.°C ou 4,18 KJ/Kg.K Calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g ou 333,5 KJ/Kg.k 12) Dois corpos, A e B, com massas iguais e a temperaturas t = 50 °C e t = 0°C, são colocados em contato até atingirem a temperatura de equilíbrio. O calor específico de A é o triplo do de B. Se os dois corpos estão isolados termicamente, qual a temperatura de equilíbrio? 40 °C 13) Em água em ebulição a 100 °C é colocado um fragmento metálico de 0,5 kg de massa a 200 °C. Vaporizam-se 20 g de água e a temperatura de equilíbrio é 100 °C. Sendo o calor latente de vaporização da água 540 cal/g, determine o calor específico do metal. 0,216 cal/g.°C 14) Um certo nutricionista aconselha as pessoas que querem perder peso a beber água gelada. Sua teoria é a de que o corpo deve queimar gordura suficiente para aumentar a temperatura da água de 0,00 °C para 37,0 °C. Quantos litros de água gelada uma pessoa precisa beber para queimar 454g de gordura, supondo que para queimar esta quantidade de gordura 3500 Kcal devem ser transferidas para a água? Por que não é recomendável seguir o conselho do nutricionista? (Um litro = 10³ cm³. A massa específica da água é 1,00 g/cm³) R: 94,6 litros 15) Uma garrafa térmica contém 130 cm³ de café a 80 °C. Um cubo de gelo de 12g à temperatura de fusão é usado para esfriar o café. De quantos graus o café esfria depois que todo o gelo derrete e o equilíbrio térmico é atingido? Trate o café como se fosse água pura e despreze as trocas de energia com o ambiente. R: 66,5 °C 16) O álcool etílico tem um ponto de ebulição de 78 °C, um ponto de congelamento de -114 °C, um calor latente de vaporização de 879 kJ/kg, um calor latente de fusão de 109 kJ/kg e um calor específico de 2,43 kJ/kg.K. Quanta energia deve ser removida de 0,510 kg de álcool etílico inicialmente na forma de gás a 78°C para que ele se torne um sólido a -114°C? Monte a curva de resfriamento. R: 742 kJ
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