Exercício propagação do calor e calorimetria

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Professor: Daniel Filho
Aluno(a):_______________________________________________
01. Analise as afirmações referentes à condução térmica:
I – Para que um pedaço de carne cozinhe mais rapidamente, pode-se introduzir nele um espeto metálico. Isso se justifica pelo fato de o metal ser um bom condutor de calor.
II – Os agasalhos de lã dificultam a perda de energia (na forma de calor) do corpo humano para o ambiente, devido ao fato de o ar aprisionado entre suas fibras ser um bom isolante térmico.
III – Devido à condução térmica, uma barra de metal mantém-se a uma temperatura inferior à de uma barra de madeira colocada no mesmo ambiente. Podemos afirmar que
(A) I, II e III estão corretas.
(B) I, II e III estão erradas.
(C) Apenas I está correta.
(D) Apenas II está correta.
(E) Apenas I e II estão corretas.
02. O sentido da transmissão de calor entre dois corpos depende
(A) de seus estados físicos.
(B) de suas temperaturas.
(C) de suas quantidades de calor.
(D) de suas densidades.
(E) de seus calores específicos.
03. Uma roupa de lã tem 5 mm de espessura. Supondo-a totalmente em contato com a pele de uma pessoa, a 36 ºC, num meio ambiente a 10 ºC, determine:
a) o fluxo de calor por cm2 através da roupa.
b) a quantidade de calor perdida por cm2 pela pele em 1min.
Dado: coeficiente de condutibilidade térmica da lã: K=0,00009 cal/s . cm . ºC
04. Analise as afirmações a seguir:
I- Temperatura é uma grandeza física que mede o estado de agitarão das partículas de um corpo, caracterizando o seu estado térmico.
II- Condução é o processo de transmissão de calor através do qual a energia passa de partícula para partícula sem que as mesmas sejam deslocadas.
III- Só é possível transformar calor em trabalho, utilizando-se duas fontes de calor de mesma temperatura. 
IV- Colocando-se um objeto pesado sobre um bloco de gelo, mesmo que o objeto esteja na mesma temperatura do gelo, observa-se a formação de uma cavidade no gelo sob o objeto. Podemos afirmar que isso ocorre devido ao aumento na temperatura de fusão do gelo, em virtude da diminuição na pressão.
São CORRETAS
(A) apenas I e II.
(B) apenas III e IV.
(C) apenas I, II e III.
(D) apenas I, III e IV.
(E) I, II, III e IV.
05. A garrafa térmica é um dispositivo capaz de minimizar a troca de calor de um líquido gelado ou quente, por um longo período de tempo. Feita com vidro de paredes duplas com ar rarefeito entre elas, tem suas faces, externa e interna, espelhadas. As faces espelhadas de uma garrafa térmica, assim construída, inibem a propagação do calor através de qual(is) processo(s)?
(A) Condução, somente.
(B) Convecção, somente.
(C) Irradiação, somente.
(D) Condução e irradiação, somente.
(E) Condução e convecção, somente.
06. Observe as figuras a seguir sobre a formação das brisas marítima e terrestre.
Durante o dia, o ar próximo à areia da praia se aquece mais rapidamente do que o ar próximo à superfície do mar. Desta forma o ar aquecido do continente sobe e o ar mais frio do mar desloca-se para o continente, formando a brisa marítima. À noite, o ar sobre o oceano permanece aquecido mais tempo do que o ar sobre o continente, e o processo se inverte. Ocorre então a brisa terrestre. Dentre as alternativas a seguir, indique a que explica, corretamente, o fenômeno apresentado.
(A) É um exemplo de convecção térmica e ocorre pelo fato de a água ter um calor específico maior do que a areia. Desta forma, a temperatura da areia se altera mais rapidamente.
(B) É um exemplo de condução térmica e ocorre pelo fato de a areia e a água serem bons condutores térmicos. Desta forma, o calor se dissipa rapidamente. 
(C) É um exemplo de irradiação térmica e ocorre pelo fato de a areia e a água serem bons condutores térmicos. Desta forma, o calor se dissipa rapidamente.
(D) É um exemplo de convecção térmica e ocorre pelo fato de a água ter um calor específico menor do que a areia. Desta forma, a temperatura da areia se altera mais rapidamente.
(E) É um processo de estabelecimento do equilíbrio térmico e ocorre pelo fato de a água Ter uma capacidade térmica desprezível.
07. A chama de uma vela sempre aponta para cima, qualquer que seja a orientação que se dê à vela. Um astronauta, em um ônibus espacial em órbita da terra, decide acender uma vela para ver se as chamas que surgem têm o mesmo comportamento do que aqui na Terra. Descreva o que deve ocorrer, comparando as duas situações.
08. Numa xícara, colocamos 160g de café quente a 80º C e 40g de leite gelado a 5ºC. Considerando-se o calor específico do café e do leite aproximadamente iguais ao da água. (1 cal/gºC), qual deve ser o valor da temperatura, em graus Celsius, do equilíbrio térmico. Despreze todas as perdas para o meio ambiente e o aquecimento da xícara.
09. Sabe-se que a água atua como um "regulador de temperatura", isto é, porções de terra como ilhas e regiões litorâneas que ficam próximas de grandes massas de água sofrem variações de temperatura menores do que regiões áridas ou desérticas, onde há escassez de água. A propriedade física d água que lhe confere essa característica é o(a):
(A) Calor específico
(B) Capacidade térmica
(C) Densidade
(D) Coeficiente de dilatação
(E) Coeficiente de condutibilidade térmica
10. Pessoas pertencentes a uma seita mística, em seu ritual, aquecem a água de um caldeirão utilizando sete pedras. Estas são colocadas em uma fogueira e, depois, lançadas no caldeirão com 0,7 L de água a 20 °C. Cada uma das pedras tem, em média, 100 g de massa e se encontram a 300 °C no instante em que são lançadas no caldeirão. No equilíbrio térmico, tem-se uma temperatura de 50 °C. Sendo Cágua = 1 cal/g . ºC, dágua = 1 kg/L e desprezando as perdas de calor para o ambiente e para o caldeirão, qual deve ser o calor específico médio das pedras em questão é, em cal/g . ºC ?
11. Para determinar o calor específico de uma liga metálica, um bloco de massa 500g dessa liga foi introduzido no meio anterior de um forno a 250º C. Estabelecido o equilíbrio térmico, o bloco foi retirado do forno e colocado no interior de um calorímetro de capacidade térmica 80 cal/ºC, contendo 400 g de água a 20º C. A temperatura final de equilíbrio foi obtida a 30º C. Nessas condições, qual deve ser o calor específico da liga, em cal/g . ºC ?
12. Misturam-se 20 g de água, calor específico 1cal/gºC e densidade 1 g/cm³ com 50 g de uma outra substância. Considere que inicialmente as temperaturas da água e da outra substância valem respectivamente 10 ºC e 20 ºC, que a temperatura final é 30 ºC e a densidade da mistura 1,75 g/cm³, determinar:
a) o calor específico da outra substância.
b) a densidade da outra substância.
13. Assinale a alternativa correta:
(A) Uma caloria corresponde ao quanto devemos fornecer a um grama de chumbo para variar sua temperatura de 1º C.
(B) Uma substância, ao receber ou perder calor sensível, muda o seu estado de agregação.
(C) Uma substância, ao receber ou perder calor latente, varia sua temperatura.
(D) O calor específico de uma substância indica o quanto de calor devemos fornecer ou retirar de um grama da substância para variar a sua temperatura de 1º C.
(E) A capacidade térmica de um corpo indica o quanto de calor devemos fornecer a um grama da substância do corpo para variar a sua temperatura de 1º C.
14. O gráfico a seguir mostra a variação da temperatura em função do tempo de 50 g de uma substância pura, inicialmente sólida, enquanto ela é aquecida. O fluxo de calor que a substância recebe é de 450 cal/min. Os trechos A e D representam, respectivamente:
(A) a fusão da substância e sua variação de temperatura enquanto está no estado líquido.
(B) a variação da temperatura da substância enquanto está no estado sólido e sua ebulição.
(C) a variação da temperatura da substância enquanto está no estado sólido e sua fusão.
(D) a fusão e a ebulição da substância.
(E) a variação da temperatura da substância durante sua fusão e sua ebulição.
15. Uma massa m de água e um bloco metálico demassa M são aquecidos em um laboratório durante um intervalo de tempo Δt, ambos sofrendo a mesma variação de temperatura ΔΘ. Usando-se a mesma fonte térmica, com a mesma potência, dentro de um elevador em queda livre a mesma água precisou de um intervalo de tempo ΔtA e o mesmo bloco metálico precisou de um intervalo de tempo ΔtB para sofrerem a mesma variação de temperatura ΔΘ. Se as demais condições não se alterarem é verdade que:
a) Δt = ΔtB<ΔtA.
b) Δt<ΔtA = ΔtB.
c) Δt>ΔtA = ΔtB.
d) Δt = ΔtA = ΔtB.
e) Δt<ΔtA<ΔtB.
16.Usando seus conhecimentos de transmissão de calor, analise as proposições e indique a correta.
a) A condução térmica é a propagação do calor de uma região para outra com deslocamento de material aquecido
b) A convecção térmica é a propagação de calor que pode ocorrer em qualquer meio, até mesmo no vácuo.
c) A radiação térmica é a propagação de energia por meio de ondas eletromagnéticas e ocorre exclusivamente nos fluidos.
d) A transmissão do calor, qualquer que seja o processo, sempre ocorre, naturalmente, de um ambiente de maior temperatura para outro de menor temperatura.
e) As correntes ascendentes e descendentes na convecção térmica de um fluido são motivadas pelas desigualdades de suas massas.
17.(PUC-SP) Durante o dia, o ar próximo à areia se aquece mais rapidamente do que o ar próximo à superfície do mar. Desta forma o ar aquecido do continente sobe e o ar mais frio do mar desloca-se para o continente, formando a brisa marítima. À noite, o ar sobre o oceano permanece aquecido mais tempo do que o ar sobre o continente, e o processo se inverte. Ocorre então a brisa terrestre. Dentre as alternativas a seguir, indique a que explica, corretamente, o fenômeno apresentado.
a) É um exemplo de convecção térmica e ocorre pelo fato de água ter um calor específico maior que da areia. Desta forma, a temperatura da areia se altera mais rápido.
b) É um exemplo de condução térmica e ocorre pelo fato de a areia e a água serem bons condutores térmicos. Desta forma, o calor se dissipa rapidamente.
c) É um exemplo de irradiação térmica e ocorre pelo fato de a areia e a água serem bons condutores térmicos. Desta forma o calor se dissipa rapidamente.
d) É um exemplo de convecção térmica e ocorre pelo fato de a água ter um calor específico menor do que a areia. Desta forma, a temperatura da areia se altera mais rapidamente.
e) É um processo de estabelecimento do equilíbrio térmico e ocorre pelo fato de a água ter uma capacidade térmica desprezível.
18. Um calorímetro de capacidade térmica 5,0 cal/ ºC contém 200 g de água (calor específico = 1,0 cal/(g ºC) a 20 ºC . Ao colocarmos um bloco metálico de 500 g à temperatura de 100 ºC no interior desse calorímetro, observamos que o sistema atinge o equilíbrio térmico a 60 ºC. O calor específico do metal que constitui esse bloco, em cal/(g ºC ), é:
(A) 0,30
(B) 0,36
(C) 0,41
(D) 0,46
(E) 0,52
19. No laboratório de Física, um estudante realiza a seguinte experiência: em um calorímetro de capacidade térmica 10 cal/°C que contém 150 g de água (calor específico = 1cal/g.°C) a 20 °C, ele coloca um bloco de alumínio (calor específico = 0,2 cal/g.°C) de 100g a 100 °C. Alguns minutos após o equilíbrio térmico, o estudante verifica que a temperatura do sistema é de 28 °C. Qual a perda de calor do sistema até o instante em que é medida essa temperatura?
20. Um bloco de certa liga metálica, de massa 250 g, é transferido de uma vasilha, que contém água fervendo em condições normais de pressão, para um calorímetro, de capacidade térmica desprezível, contendo 400 g de água à temperatura de 10 ºC. Após certo tempo, a temperatura no calorímetro se estabiliza em 20 ºC. Supondo que toda a quantidade de calor cedida pela liga tenha sido absorvida pela água do calorímetro, qual deve ser a razão entre o calor específico da água e o calor específico da liga metálica?
21. Numa casa de praia, deseja-se aquecer 1 litro de água num recipiente termicamente isolado, por meio de um aquecedor elétrico de 420 W. A água foi introduzida no recipiente a 10 ºC. Sabendo-se que o calor específico da água é igual a 4,2 . 103 J/kg ºC, o tempo necessário para a água começar a ferver será aproximadamente de
(A) 5 minutos
(B) 10 minutos
(C) 15 minutos
(D) 42 minutos
(E) 1 hora
22. Um calorímetro de capacidade calorífica 5 cal/oC contém 100 g de água a 20 oC. Introduz-se no mesmo um corpo X a 80 oC e o equilíbrio térmico se estabelece a 30 ºC. Desprezadas as perdas, calcule a capacidade térmica do corpo X.
23. Um calorímetro contém 70 g de água a 10 oC. Derramam-se nele 50 g de água a 50 oC e a temperatura de equilíbrio resultante é 20 oC. Determine a capacidade térmica do calorímetro.
24. Um bloco de gelo de 200 g encontra-se a – 20 ºC. O calor de fusão do gelo vale 80 cal/g. Se o calor específico da água é 1 cal/gºC e o do gelo vale 0,5 cal/gºC. Qual a quantidade de calor necessária para que o bloco de gelo atinja a temperatura de 10 ºC, sob pressão normal?
25. Três grandezas físicas, capacidade calorífica (C), calor específico (c) e calor de transformação (L), conceitualmente explicam os fenômenos relacionados com o aumento de temperatura ou mudança de estado de um corpo (ou material) ao receber ou ceder calor.
Considere as asserções:
I - C mede quantidade de calor que cabe em um corpo.
II - C relaciona a quantidade de calor e a variação da temperatura que ela produz num corpo.
III - Se fornecermos uma mesma quantidade de calor a dois corpos de mesma massa, aquele que tiver maior c sofrerá maior variação de temperatura.
IV - c é definido como a capacidade calorífica por unidade de massa.
V - L, quantidade de calor por unidade de massa, transferida durante a mudança de estado, não produz variação de temperatura.
Dessas asserções são corretas somente
(A) I, II, V.
(B) I, III, IV.
(C) II, III, IV.
(D) II, IV, V.
(E) III, IV, V.
26. Cinco amostras, descritas na tabela a seguir, são aquecidas e colocadas sobre uma grande barra de gelo a 0 ºC.
A amostra que provoca fusão de maior massa de gelo é a
(A) I
(B) II
(C) III
(D) IV
(E) V
27. Uma esfera de cobre de 10,0 g é aquecida em água fervente a 100 ºC e, imediatamente, é tirada da água e colocada sobre um bloco de gelo, suposto a zero graus Celsius, derretendo uma parte do gelo e formando uma cavidade. O volume dessa cavidade, em cm3, é um valor que pode ser estimado próximo de
(Dados: Calor específico do cobre = 0,092 cal/gºC; calor de fusão do gelo = 80 cal/g; densidade do gelo = 0,92 g/cm3)
(A) 0,5
(B) 1,3
(C) 2,0
(D) 9,2
28. Uma garrafa de cerveja e uma lata de cerveja permanecem durante vários dias numa geladeira. Quando se pegam com as mãos desprotegidas a garrafa e a lata para retirá-las da geladeira, tem-se a impressão de que a lata está mais fria do que a garrafa. Este fato é explicado pelas diferenças entre
(A) as temperaturas da cerveja na lata e da cerveja na garrafa.
(B) as capacidades térmicas da cerveja na lata e da cerveja na garrafa.
(C) os calores específicos dos dois recipientes.
(D) os coeficientes de dilatação térmica dos dois recipientes.
(E) as condutividades térmicas dos dois recipientes.
29. Quando o vapor d’água se condensa na atmosfera para dar origem a uma tempestade, a temperatura do ar na região aumenta sensivelmente, porque
(A) ao se condensar, o vapor desprende calor para a atmosfera.
(B) a pressão diminui, permitindo que o calor propague mais livremente.
(C) a pressão aumenta, dando a sensação de aumento de temperatura.
(D) a condensação é a mudança de estado isotérmica.
(E) a condensação é um processo endotérmico.
30. Uma quantidade de 1,5 kg de certa substância encontra-se inicialmente na fase sólida, à temperatura de –20 °C. Em um processo a pressão constante de 1,0 atm, ela é levada à fase líquida a 86 °C. A potência necessária nessa transformação foi de 1,5 kJ/s. O gráfico na figura mostra a temperatura de cada etapa em função do tempo.
Calcule:
a) o calor latente de fusão LF;
b) o calor necessário para elevar a temperatura de1,5 kg dessa substância de 0 °C a 86 °C.