4ª Lista de exercícios de física – Professor Flávio

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4ªListadeexercíciosdefísica–ProfessorFlávio(2ºAno)
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Exercíciosresolvidos
1-(UnB99/1)AlémdasinformaçõesdotextoI,sabe-sequeaenergia
associadaaum furacão típicoé, emmédia, equivalenteaoconsumo
anualdeenergiaelétricanosEstadosUnidosdaAmérica,ouseja,3,5
x 106 milhões de kWh
(1,26 x 1016 kJ). Considerando que essa energia é proveniente da
condensação de vapor d'água, cujo calor latente é de 2.257 kJ/kg,
calcule quantas vezes o lago Paranoá, em Brasília, pode ser
preenchidopelaáguacondensadaemumfuracãotípico,supondoque
esse lagoécapazdearmazenar1012kgdeágua.Desprezeaparte
fracionáriadeseuresultado,casoexista.
Resolução:
Resposta:05
Q=mL
1,26x1016x103=m.2257x103
m=
2257
10x1,26 16
m=5,58x1012kg
2-(UnB2000/1)Comoprogressocrescentedasatividadesindustriais
e com o aumento da população, a economia de energia elétrica tem
sido uma preocupação constante. Nas residências, uma economia
substancial de energia elétrica seria obtida se o calor gerado pelo
refrigerador pudesse ser utilizado no aquecimento da água para o
banho. Nessa perspectiva, considere que um dispositivo seja
construídoparaextrairocalordoradiadordeumrefrigeradoreutilizá-
lo para aumentar em 10 ºC a temperatura de 150 L de água a ser
consumida diariamente em uma residência. Considerando que a
densidadedaáguasejaiguala1kg/Lequeocalorespecíficodaágua
sejaiguala4.200J/(kgºC),calcule,emkWh,amáximaeconomiade
energia elétrica que o referido dispositivo poderá proporcionar no
períodode30dias.Despreze,casoexista,apartefracionáriadovalor
calculado.
Resposta:52
Resolução:
Paraaumentarde10ºCatemperaturade150Ldeágua,
temosqueaquantidadedecalorquedeveserfornecidaé:
Q=m.c.∆t
Q=150.4200.10
Q=6,30.106J
Essaquantidadedecalorétransferidaacadadia.Assim,em30dias
temos:QTOTAL=189.106J
Como1kWh=3,6.106J,entãoQTOTAL=52,5kWh.
Desprezandoapartefracionáriadoresultado,temos52.
3-Ocalorsensívelestáligadodiretamenteàvariaçãodatemperatura.
Já o Calor latente está ligado à energia térmica que transforma em
energia potencial de agregação das moléculas. Essa transformação
alteraoarranjofísico,provocandoumamudançadeestado.Quandoo
geloa0ºCrecebecalor,notaremoscomopassardotempo,queogelo
setransformaemágua(líquido),masnãovariaatemperaturadurante
todaafusão.
Com base no texto acima responda qual a quantidade de calor (em
kcal) necessária para transformar 20g de gelo a -10ºC em água a
50ºC?
Dados:
-calorespecíficodogelo:0,5cal/gºC.
-calorlatentedefusãodogelo:80cal/g.
-calorespecíficodaágua:1,0cal/gºC.
Diagramadetransformação
Qs=m.c.∆t=20.0,5.10=100cal
QL=m.Lf=20.80=1600cal
Qs=m.c.∆t=20.1.50=1000cal
Qt=100+1600+1000=2700cal
Exercícios
1-(UnB-90/1)Julgueositensabaixo:
(0) O calor latente de uma substância, numa certa
temperatura, é quantidade de calor necessário para elevar a
sua temperatura desde o zero absoluto até a temperatura
mencionado.
(1) Quando se diz que dois sistemas estão em equilíbrio
térmicoumcomooutro,queseindicarque,ligando-seosdois
medianteumaconexãodiatérmica,nãoseprovocamodificação
nosseusestados.
(2) Capacidade calorífica de uma substância é o seu calor
específicoporunidadedemassa.
(3) Uma modificação quase estática do estado é aquela em
quenãohátrocadecalorentreosistemaeasuavizinhança.
(4) Semprequeumcorpoquenteaqueceumcorpo friosuas
temperaturasvariamigualmente.
Resposta:Certo-(1) Errado-(0)(2)(3)(4)
2-(UnB95/1)Emumrecipientequenãopermitetrocadecalor
comomeioexterior,colocam-se,àpressãode1atm,100gde
água a 10ºC de 200g de gelo a -5ºC e aguarda-se até que a
mistura atinja o equilíbrio térmico. Julgue os itens abaixo,
considerandoqueocalorespecíficodaáguanoestadolíquido
=1cal/gºC,queocalorespecíficodogeloé0,5cal/ºCequeo
calorlatentedefusãodogelo=80cal/g.
(0) Atemperaturafinaldamisturaéiguala5ºC.
(1) Todoogeloéderretido.
(2) Atemperaturafinaldependeapenasdasmassasdeágua
(líquido),edegeloedesuastemperaturasnomomentoemque
foram misturadas, uma vez conhecidas as constantes de
enunciado.
Resposta:certo(2)errado–(0)(1)
3-(Ceeteps-SP)Ocalorespecíficodecertaáreasecavale0,20
cal/gºC.Comessainformação,analiseasfirmaçõesseguintes:
Paraque20gdessaareia soframelevaçãode10º Cemsua
temperatura,énecessárioorecebimentode40cal.
(0) Acapacidadetérmicade50gdeareiaé10cal/ºC.
(1) Aosofrerabaixamentode2ºCemsuatemperatura,cada
kgdeareialibera400cal.
Resposta:certo–todos
4-Julgueositensseguintes:
(0) Em uma garrafa térmica hermeticamente fechada e
contendoáguafervente,nãohásaídadecalorporconvecção.
(1) Em um calorímetro contendo 40g de água a 50º C, colocam-se
20gdegeloa0ºC.sabendo–sequeocalorlatentedefusãodogeloé
80 cal/g e que cágua = 1,0 cal/gºC e cgelo = 0,5 cal/gºC, no equilíbrio
térmico,haverá,nocalorímetro,60gdeáguaa8ºC.
Resposta:certo–(0)errado(1)
4-(UFMG)Umcozinheiroquercomprarumapanelaqueesquente
rápidaeuniformemente.Eledeveprocurarumapanelafeitadeum
materialquetenha
a) Altocalorespecíficoealtacondutividadetérmica.
b) Altocalorespecíficoebaixacondutividadetérmica.
c) Baixocalorespecíficoealtacondutividadetérmica.
d) Baixocalorespecíficoebaixacondutividadetérmica.
Resposta:c
5-AssinalecomFasafirmaçõesfalsasecomVasverdadeiras:
Dados:calorlatentedefusãodogelo:80cal/g.
(1) Paraelevaratemperaturade10gramasdegeloa0ºCparaágua
80ºCdevemosfornecer1,6kcal.
(2) O calor específico de uma substância é a quantidade de calor
necessária para elevar a temperatura de 1g dessa substância de 1
grau.
(3) Para aumentar iguais de temperaturas, a quantidade de calor a
serfornecidaéproporcionalàmassadocorpoaseraquecido.
(4) Sempre que um corpo quente aquece um corpo frio suas
temperaturasvariamigualmente.
(5) Ebuliçãoéapassagemdoestadogasosoparaolíquido.
(6) Sóhátransferênciadeenergiatérmicaentredoiscorposseentre
eleshouverdiferençadetemperatura.
(7) Pode-seadicionarcaloraumasubstânciasemsefazercomquea
temperaturaaumentar.
(8) Agrandezafísicaqueindicaoníveldeenergiadasmoléculasde
umcorpochama-secalorespecífico.
Resposta:FVVFFVVF
6-Ocalorsensívelestáligadodiretamenteàvariaçãodatemperatura.
Já o Calor latente está ligado à energia térmica que transforma em
energia potencial de agregação. Essa transformação altera o arranjo
físico, provocando uma mudança de estado. Imagine um recipiente
contendogeloa0ºC.Seessamassarecebercalor,notaremoscomo
passar do tempo, o gelo se transforma em água (líquido), mas não
variaatemperaturadurantetodaafusão.
Qualaquantidadedecalor(emkcal)necessáriaparatransformar100g
degeloa-20ºCemáguaa60ºC?
Dados:
-calorespecíficodogelo:0,5cal/gºC.
-calorlatentedefusãodogelo:80cal/g.
-calorespecíficodaágua:1,0cal/gºC.
Resposta:15kcal
7-Umapeçadeferrode50gtemtemperaturade10oC.Qualéocalor
necessário para aquecê-la até 80o C? (calor específico do ferro: c =
0,11cal/g.oC)
8- Uma pessoa bebe 500 g de água a 10o C. Admitindo que a
temperaturadessapessoaéde36oC,qualaquantidadedecalorque
essapessoatransfereparaaágua?Ocalorespecíficodaáguaé1cal/
g.oC.
9- Um corpo de massa 50 gramas recebe 300 calorias e sua
temperatura sobe de 10o C até 30o C. Determine o calor
específicodasubstânciaqueoconstitui.
10-Umquilogramadeglicerina,decalorespecífico0,6cal/gºC,
inicialmente a -30ºC, recebe 12000 calorias de uma fonte.
Determine:atemperaturafinaldaglicerina.
11- Qual a quantidade de calor que 50 g de gelo a -20o C
precisamreceberparasetransformaremáguaa40oC?Dado:
cgelo=0,5cal/g.oC;cágua=1cal/g.oC;éLF=80cal/g.
12-Têm-se20gdegeloa-10oC.Qualaquantidadedecalor
que se deve fornecer ao gelo para que ele se transforme em
águaa20oC?Dado:cgelo=0,5cal/g.oC;cágua=1cal/g.oC;é
LF=80cal/g.
13-Quantodecalorseránecessárioparalevar100gdeáguaa
50oCparavapord'águaa100oC?LV=540cal/g.
14- Qual a quantidade de calor necessário para transformar
águaa50ºCem20gdegeloa-10ºC?Dados:calorespecífico
dogelo=0,5cal/gºC;calorespecíficodaágua=1cal/gºC;calor
latentedefusãodogelo=80cal/g.