Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
01 - (Anhembi Morumbi SP/2014) O fabricante de uma bolsa térmica à base de gel informa que é necessário que a bolsa fique 8,0 minutos imersa em água fervente para atingir a temperatura de 60 ºC. Considerando a capacidade térmica da bolsa igual a 300 cal/ºC e a temperatura inicial de 20 ºC, é correto afirmar que a taxa média de absorção de calor pela bolsa nesse processo, em cal/min, é igual a a) 7 500. b) 2 500. c) 5 000. d) 1 500. e) 9 000. Gab: D 02 - (UERJ/2014/1ª Fase) Um sistema é constituído por uma pequena esfera metálica e pela água contida em um reservatório. Na tabela, estão apresentados dados das partes do sistema, antes de a esfera ser inteiramente submersa na água. A temperatura final da esfera, em graus Celsius, após o equilíbrio térmico com a água do reservatório, é cerca de: a) 20 b) 30 c) 40 d) 50 Gab: B 03 - (UFG GO/2014/2ª Fase) A hibernação ou letargia é um mecanismo fisiológico utilizado por diferentes animais em condições climáticas adversas e em caso de disponibilidade escassa de alimentos. As características da hibernação do urso-polar (Ursus Maritimus) tem sido intensamente estudadas nos últimos 40 anos. Medidas realizadas por meio de técnicas de calorimetria indireta têm demonstrado que, no período de hibernação, os processos metabólicos, responsáveis pela produção da energia necessária à sobrevivência do urso-polar, se reduzem essencialmente ao catabolismo de lipídios. Considere um urso-polar que imediatamente antes do período de hibernação pese 600 kg e que perca 25% de sua massa corpórea ao final desse período. De acordo com o exposto, a) determine a quantidade de energia em calorias consumida pelo urso-polar durante a fase letárgica, sabendo que a oxidação de 1 g de lipídios produz uma energia de aproximadamente 36 kJ e considerando que 1 cal 4 J ; b) o quociente respiratório QR de um organismo vivo é definido como a razão entre os volumes, por unidade de tempo, de CO2 produzido e O2 absorvido. Diferentes estudos apontam que o QR é igual a 0,7 no caso de ursos-polares em hibernação. Sabendo que é produzida uma energia de aproximadamente 5 kcal por litro de oxigênio absorvido, determine o volume total em m3 de CO2 produzido pelo urso- polar durante sua hibernação. Gab: a) 1,35109 cal b) 189 m3 04 - (FUVEST SP/2014/2ª Fase) Uma pessoa faz, diariamente, uma caminhada de 6 km em uma pista horizontal, consumindo 80 cal a cada metro. Num certo dia, ela fez sua caminhada habitual e, além disso, subiu um morro de 300 m de altura. Essa pessoa faz uma alimentação diária de 2000 kcal, com a qual manteria seu peso, se não fizesse exercícios. Com base nessas informações, determine a) a percentagem P da energia química proveniente dos alimentos ingeridos em um dia por essa pessoa, equivalente à energia consumida na caminhada de 6 km; b) a quantidade C de calorias equivalente à variação de energia potencial dessa pessoa entre a base e o topo do morro, se sua massa for 80 kg; c) o número N de caminhadas de 6 km que essa pessoa precisa fazer para perder 2,4 kg de gordura, se mantiver a dieta diária de 2000 kcal. Note e adote: A aceleração da gravidade local é igual a 10 m/s2. 1 cal = 4 J. 9 kcal são produzidas com a queima de 1 g de gordura. Gab: a) 24% b) C = 6,0 104 cal c) N = 45 05 - (UNIRG TO/2014/Janeiro) Um novo modelo de fogão a gás traz algumas chamas com as seguintes potências: Disponível em:<http://www.fischer.com.br/a/produto/foga o-cooktop-fischer- 5q-tc-gasmesa-vidro>. Acesso em: 17 out. 2013. Considerando-se o exposto, qual é a diferença de tempo, em segundos, que um litro de água inicialmente a 25 ºC, na chama rápida e na chama auxiliar, leva para iniciar o processo de fervura? Dado: 1 cal 4J cágua = 1 cal/(g ºC) a) 300 b) 193 c) 107 d) 81 Gab: B 06 - (MACK SP/2014/Janeiro) Uma panela de ferro de calor específico = 0,1 cal/(g.ºC) que está sobre um armário de 2,10 m de altura cai no piso da cozinha. Admitindo que toda a energia mecânica da panela tenha sido convertida em calor e que 80% dela foi absorvida pela panela, a sua elevação de temperatura será de Adote g = 10 m/s2 e 1 cal = 4,2 J a) 0,04 ºC b) 0,08 ºC c) 0,12 ºC d) 0,16 ºC e) 0,20 ºC Gab: A 07 - (Univag MT/2014/Janeiro) Uma pessoa em dieta deseja perder 6,0 kg de gordura fazendo atividades físicas durante uma hora por dia. Supondo que durante as atividades físicas ela perca em média 15 kcal/min e que 1 g de gordura libere 9 kcal, o tempo necessário para que essa pessoa perca o peso desejado, em horas, é a) 58. b) 54. c) 62. d) 60. e) 56. Gab: D 08 - (FPS PE/2014/Janeiro) Uma amostra de 500 ml de água pura está inicialmente na temperatura normal do corpo humano (37ºC). Uma segunda amostra de água pura com volume 1litro e na temperatura 100ºC é adicionada à amostra inicial de água. Considerando que só ocorrem trocas térmicas entre as amostras de água, a temperatura final da mistura será: a) 37º C b) 73º C c) 85º C d) 67º C e) 79º C Gab: E 09 - (UEFS BA/2014/Janeiro) Considere dois blocos metálicos, um de chumbo e outro de alumínio, cada um com massa igual a 200,0g, colocados num béquer com água, e o conjunto em equilíbrio com a temperatura ambiente de 20°C. Introduzindo-se um termômetro no béquer, que se encontra ao nível do mar, o sistema é levado ao fogo e, depois de algum tempo, a temperatura da água para de subir. Admitindo-se que o calor específico do chumbo e o do alumínio, considerados constantes na faixa de temperatura, são, respectivamente, 0,03cal/g.°C e 0,21cal/g.°C, é correto afirmar que a razão entre a quantidade de calor absorvido pelo bloco de alumínio e a quantidade de calor absorvida pelo bloco de chumbo é igual a a) 3 b) 4 c) 5 d) 7 e) 8 Gab: D 10 - (IME RJ/2014) Dois corpos iguais deslizam na mesma direção e em sentidos opostos em um movimento retilíneo uniforme, ambos na mesma velocidade em módulo e à mesma temperatura. Em seguida, os corpos colidem. A colisão é perfeitamente inelástica, sendo toda energia liberada no choque utilizada para aumentar a temperatura dos corpos em 2 K. Diante do exposto, o módulo da velocidade inicial do corpo, em m/s, é Dado: Calor específico dos corpos: Kkg J 2 . a) 2 b) 2 c) 22 d) 4 e) 6 Gab: C 11 - (Unicastelo SP/2014) Uma cozinheira aquece 800 mL de água para o preparo de um prato mas percebe que a temperatura ultrapassou o valor pretendido, de 45 ºC. Para obter água na temperatura desejada, ela acrescenta 400 mL de água à temperatura de 25 ºC à primeira porção e, depois de misturá-las, obtém água na temperatura pretendida. Sabendo que o calor específico da água líquida é igual a 1 cal/(g ºC) e considerando que ocorreu troca de calor apenas entre as duas porções misturadas, é correto afirmar que a temperatura, em ºC, que a primeira porção de água atingiu foi a) 65. b) 75. c) 85. d) 55. e) 95. Gab: D 12 - (Fac. de Ciências da Saúde de Barretos SP/2014) Um coletor solar tem área de 2,0 m2,rendimento de 60% e fornece energia para 200 kg de água contida em um reservatório termicamente isolado. Considerando que a intensidade de radiação solar na região, em determinado período do dia, é de 700 W/m2, que o calor específico da água é igual a 4,2 103 J/(kgºC) e que toda a energia útil recolhida pelo coletor seja transferida integralmente para a água no reservatório, é correto afirmar que a variação de temperatura sofrida pela água, em ºC, no intervalo de uma hora, será igual a a) 7,2. b) 6,0. c) 9,0. d) 3,6. e) 12. Gab: D 13 - (FAMECA SP/2014) Foram misturados homogeneamente três líquidos de massas iguais e calores específicos distintos. A tabela indica os calores específicos e as temperaturas iniciais de cada um. Sabendo que os líquidos misturados não sofreram mudança de fase e que o processo tenha ocorrido no interior de um recipiente adiabático e de capacidade térmica desprezível, a temperatura esperada para o equilíbrio térmico, em ºC, é a) 45. b) 31. c) 43. d) 37. e) 46. Gab: D 14 - (UEPA/2014) Uma dona de casa, ao servir o café da manhã, percebe que o mesmo já havia esfriado. O tempo necessário para aquecer 200 g de café, de 25°C até 85°C, utilizando uma cafeteira elétrica de 100 W de potência, em minutos, é igual a: Dado: Calor específico do café = 4000 J/kg.°C. a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 10 Gab: D 15 - (UNICAMP SP/2014) a) Segundo as especificações de um fabricante, um forno de micro-ondas necessita, para funcionar, de uma potência de entrada de P = 1400 W, dos quais 50% são totalmente utilizados no aquecimento dos alimentos. Calcule o tempo necessário para elevar em = 20ºC a temperatura de m = 100 g de água. O calor específico da água é ca = 4,2 J/gºC. b) A figura abaixo mostra o esquema de um forno de micro-ondas, com 30 cm de distância entre duas de suas paredes internas paralelas, assim como uma representação simplificada de certo padrão de ondas estacionárias em seu interior. Considere a velocidade das ondas no interior do forno como c = 3 108 m/ s e calcule a frequência f das ondas que formam o padrão representado na figura. Gab: a) t = 12 s b) f = 2,5 GHz 16 - (ACAFE SC/2013/Janeiro) Em clínicas de reabilitação realiza-se tratamento com pacientes em piscinas aquecidas. Uma determinada piscina contém 60 m3 de água, a uma temperatura de 10ºC, cuja densidade é 1,0 g/cm3. Desprezando as perdas de calor para o meio ambiente, deseja-se aquecer a água da piscina até atingir uma temperatura de 25ºC. A alternativa correta que apresenta a quantidade de calor, em cal, para realizar tal intento é: a) 1,5106 b) 2,0105 c) 1,0107 d) 3,0106 Gab: A 17 - (UERJ/2013/1ª Fase) Em um laboratório, as amostras X e Y, compostas do mesmo material, foram aquecidas a partir da mesma temperatura inicial até determinada temperatura final. Durante o processo de aquecimento, a amostra X absorveu uma quantidade de calor maior que a amostra Y. Considerando essas amostras, as relações entre os calores específicos cX e cY, as capacidades térmicas CX e CY e as massas mX e mY são descritas por: a) YXYXYX m mC Cc c b) YXYXYX m mC Cc c c) YXYXYX m mC Cc c d) YXYXYX m mC Cc c Gab: A 18 - (UFG GO/2013/1ª Fase) Uma bomba calorimétrica, usada para determinar o poder calorífico de combustíveis, é composta de uma câmara de combustão imersa em um tanque de paredes adiabáticas contendo 800 litros de água, conforme ilustrado na figura a seguir. No experimento de combustão de 4,6 kg de etanol (C2H6O) são produzidos dióxido de carbono e água. Sabendo-se que a entalpia de combustão do etanol é de –1376 kJ/mol e que a água do tanque permanece líquida, a variação de temperatura da água do tanque em graus Celsius e a massa total dos produtos da combustão em kg são, respectivamente, Dados: cágua = 1,0 cal/gºC 1 cal 4,0 J a) 6,9 e 19,0. b) 43 e 14,2. c) 43 e 4,6. d) 172 e 4,6. e) 172 e 14,2. Gab: B 19 - (UERJ/2013/1ª Fase) Considere duas amostras, X e Y, de materiais distintos, sendo a massa de X igual a quatro vezes a massa de Y. As amostras foram colocadas em um calorímetro e, após o sistema atingir o equilíbrio térmico, determinou-se que a capacidade térmica de X corresponde ao dobro da capacidade térmica de Y. Admita que cX e cY sejam os calores específicos, respectivamente, de X e Y. A razão Y X c c é dada por: a) 4 1 b) 2 1 c) 1 d) 2 Gab: B 20 - (UFRN/2013/2ª Fase) Atualmente, principalmente em pequenas cidades do interior do Brasil, dispõe-se de duas opções de fogões residenciais: o fogão a gás (GLP) e o fogão a lenha. Desconsiderando problemas ambientais que envolvem o consumo de cada um desses combustíveis, existe diferença entre esses fogões quanto à eficiência energética, ou seja, o quanto é consumido de GLP ou de lenha para fornecer a mesma quantidade de calor ao alimento que se quer aquecer. Por exemplo, as quantidades de GLP e de lenha necessárias para elevar a temperatura de 10 kg de água, de 25°C para 100°C, em um fogão a gás e em um a lenha, são, respectivamente, 0,125 kg e 3,0 kg. Dados: Calor de combustão da lenha, CL = 2.500 kcal/kg Calor específico da água, CA = 1,0 kcal/kg.°C Calor de combustão do GLP, CGLP = 12.000 kcal/kg Quantidade de calor sensível, Q = mcT Quantidade de calor de combustão QC = mC Considerando que a eficiência energética de um fogão é dada pela razão entre a quantidade de calor absorvida pelo alimento a ser aquecido, QA, e a quantidade de calor gerada pela queima de certa quantidade de combustível, QC, isto é, CQ AQ , determine a) a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 10 kg de água, de 25°C para 100°C. b) a quantidade de calor gerada pela queima de 0,125 kg de GLP e por 3,0 kg de lenha. c) qual dos dois tipos de fogão possui a maior eficiência energética. Justifique sua resposta Gab: a) Q = mcT Q = 10,0 kg 1,0 1000 cal/kgoC (100 – 25)oC = 10000,0 75 Q = 750.000cal = 750 kcal. b) QGLP = mGLPCGLP QGLP = 0,125 kg 12.000.000 cal/kg QGLP = 1.500.000 cal QGLP = 1.500 kcal QLENHA = mLCL QLENHA = 3,0 kg 2.500.000 cal = 7.500.000 cal QLENHA = 7.500 kcal c) As eficiências dos fogões a GLP e a lenha são: 10,0 cal000.500.7 cal000.750 LENHAQ AQ LENHA 50,0 cal000.500.1 cal000.750 GLPQ AQ GLP Assim, em face dos cálculos acima realizados, conclui-se que o GLP tem uma eficiência de 50% enquanto que a lenha tem uma eficiência de 10%. Logo, o fogão a GPL é 5 vezes mais eficiente que o fogão a lenha. 21 - (PUCCAMP SP/2013/Janeiro) A radiação solar incidente na superfície da Terra provoca a evaporação da água, formando as nuvens. Esse processo ocorre rapidamente com a água contida em uma panela, aberta à pressão atmosférica normal, ao receber o calor produzido pela combustão do gás de cozinha. Considere uma porção de 0,50 kg de água, inicialmente a 20 ºC, sendo totalmente vaporizada a 100 ºC. Seja: cágua =4,2 103 J/kg ºC e Lvaporização = 2,26 106 J/kg. A energia recebida por essa porção de água até a sua vaporização total é, em joules, de a) 1,68103. b) 2,81103. c) 1,13106. d) 1,30106. e) 2,60106. Gab: D 22 - (Fac. Santa Marcelina SP/2013/Janeiro) O metabolismo basal é entendido como a potência mínima gasta para o organismo manter as funções vitais durante o repouso. No quadro estão representados valores aproximados do metabolismo basal médio de alguns animais. Para uma situação em que todos esses animais estão na fase adulta, a ordem crescente de perda de energia total em 1 hora de repouso é a) boi, homem, cachorro, pombo. b) boi, pombo, homem, cachorro. c) pombo, boi, cachorro, homem. d) pombo, cachorro, homem, boi. e) boi, cachorro, homem, pombo. Gab: D 23 - (MACK SP/2013/Janeiro) Uma das características meteorológicas da cidade de São Paulo é a grande diferença de temperatura registrada em um mesmo instante entre diversos pontos do município. Segundo dados do Instituto Nacional de Meteorologia, a menor temperatura registrada nessa cidade foi – 2 ºC, no dia 2 de agosto de 1955, embora haja algumas indicações, não oficiais, de que, no dia 24 de agosto de 1898, registrou-se a temperatura de –4 ºC. Em contrapartida, a maior temperatura teria sido 37 ºC, medida em 20 de janeiro de 1999. Considerando-se 100 g de água, sob pressão atmosférica normal, incialmente a –4 ºC, para chegar a 37 ºC, a quantidade de Energia Térmica que esta massa deverá receber é DADOS: a) 11,3 kcal b) 11,5 kcal c) 11,7 kcal d) 11,9 kcal e) 12,1 kcal Gab: D 24 - (PUC RJ/2013/Janeiro) Um líquido é aquecido através de uma fonte térmica que provê 50,0 cal por minuto. Observa- se que 200 g deste líquido se aquecem de 20,0 ºC em 20,0 min. Qual é o calor específico do líquido, medido em cal/(g ºC)? a) 0,0125 b) 0,25 c) 5,0 d) 2,5 e) 4,0 Gab: B 25 - (MACK SP/2013/Janeiro) Um estudante no laboratório de física, por descuido, colocou 200 g de água liquida (calor específico 1 cal/(g.ºC)) a 100 ºC no interior de um calorímetro de capacidade térmica 5 cal/ºC, que contém 100 g de água a 20 ºC. A massa de água líquida a 0 ºC, que esse aluno deverá adicionar no calorímetro, para que a temperatura de equilíbrio térmico volte a ser 20 ºC, é a) 900 g b) 800 g c) 700 g d) 600 g e) 500 g Gab: B 26 - (PUC RJ/2013/Janeiro) Três cubos de gelo de 10,0 g, todos eles a 0,0 ºC, são colocados dentro de um copo vazio e expostos ao sol até derreterem completamente, ainda a 0,0 ºC. Calcule a quantidade total de calor requerida para isto ocorrer, em calorias. Considere o calor latente de fusão do gelo LF = 80 cal/g a) 3,710–1 b) 2,7101 c) 1,1102 d) 8,0102 e) 2,4103 Gab: E 27 - (UEG GO/2013/Janeiro) Alguns conceitos de física aparecem comumente no cotidiano e são equivocadamente interpretados. Com relação a esse fato, o conceito correto é o seguinte: a) calor é energia térmica em trânsito, enquanto temperatura caracteriza a energia térmica de um sistema em equilíbrio. b) energia é a medida de uma força atuando sobre um determinado corpo em movimento. c) massa é a medida de inércia, enquanto peso é a intensidade da força gravitacional. d) movimento e repouso são consequências da velocidade uniforme de um corpo material. Gab: C 28 - (UFT TO/2013/Janeiro) Para resfriar 200 mL de água inicialmente a 25ºC, foram utilizados dois cubos de gelo, de 25 g cada, a –5ºC. Considere a densidade da água igual a 1,0 g/mL, o calor específico da água igual a 1,0 cal/gºC, o calor específico do gelo igual a 0,5 cal/gºC e o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g. A temperatura de equilíbrio do sistema água+gelo, desprezando as perdas para o ambiente, é de: a) 3,5ºC. b) 4,0ºC. c) 4,4ºC. d) 5,8ºC. e) 6,7ºC. Gab: A 29 - (UEFS BA/2013/Janeiro) Um calorímetro com capacidade térmica de 5,0cal/ºC contém, no seu interior, 130,0g de um líquido à temperatura de 20,6ºC. Para determinar o calor específico do líquido, foram introduzidos, no calorímetro, 100,0g de cobre aquecido a uma temperatura de 95,0ºC. Considerando-se o calor específico do cobre como sendo 0,09cal/gºC e sabendo-se que o equilíbrio térmico se estabeleceu a 35,0ºC, o calor específico do líquido, em cal/gºC, é igual a a) 0,20 b) 0,25 c) 0,30 d) 0,35 e) 0,40 Gab: B 30 - (UEM PR/2013/Janeiro) Uma barra homogênea de 50 cm de comprimento e 1 kg de massa, a 20ºC, é constituída por uma substância de coeficiente de dilatação linear de 210–6ºC–1 e calor específico de 0,5 cal/(gºC). Uma certa quantidade de calor é fornecida à barra, e sua temperatura é elevada a 50ºC. Desprezando as perdas de calor para o meio, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01. A quantidade de calor fornecida à barra é de aproximadamente 1,5104 cal. 02. A variação do comprimento da barra é de aproximadamente 310–3 cm. 04. A capacidade térmica da barra é de aproximadamente 500 cal/ºC. 08. Se o coeficiente de dilatação linear da barra fosse o dobro, a quantidade de calor necessário para variar a temperatura da barra de 20ºC até 50ºC seria de aproximadamente 3,0104 cal. 16. A densidade linear de massa da barra permanece perfeitamente inalterada quando a barra é aquecida de 20ºC até 50ºC. Gab: 07 31 - (UEPG PR/2013/Janeiro) Um vaso adiabático de capacidade térmica C contém no seu interior uma determinada massa m de água quente. A ela é misturada uma massa M de água fria. Considerando que as temperaturas quente e fria são 1 e 2 respectivamente, assinale o que for correto. 01. O somatório das quantidades de calor trocadas entre a água quente e fria e o vaso adiabático é zero (nula). 02. Sendo o sistema ideal, a temperatura de equilíbrio térmico é dada por )McCmc( Mc)Cmc( 21 . 04. Se M for igual a m, a temperatura de equilíbrio térmico é dada pela média aritmética de 1 e 2. 08. A capacidade térmica das massas de água m e M quando essas forem iguais serão diferentes, porque o valor do calor específico nas respectivas temperaturas são diferentes. 16. O vaso adiabático e a massa de água quente fornecem, cada uma delas, à massa de água fria, a mesma quantidade de calor, porque sofrem a mesma variação de temperatura. Gab: 03 32 - (UEFS BA/2013/Julho) A tabela apresenta propriedades físicas de ferro e de alumínio, que são utilizados na confecção de panelas com a mesma dimensão e que permanecem no mesmo intervalo de tempo sobre chamas idênticas de um fogão. Considerando-se o calor específico e a densidade como sendo constante no intervalo térmico submetido e sabendo-se que as panelas atingem a mesma variação de temperatura, é correto afirmar que a a) capacitância térmica da panela de alumínio é maior que a de ferro. b) panela de alumínio tem massa quase três vezes maior que a da panela de ferro. c) panela de ferro, em contato com substâncias frias, libera uma quantidade de calor maior do que a de alumínio. d) panela de ferro e a de alumínio liberam a mesma quantidade de calor durante o cozimentode alimentos do mesmo peso e da mesma natureza. e) panela de alumínio absorve a mesma quantidade de calor que a panela de ferro quando expostas à chama de fogão durante o mesmo intervalo de tempo. Gab: C 33 - (PUCCAMP SP/2013/Julho) Na Idade Média, quando soldados inimigos colocavam escadas para escalarem as muralhas do castelo, os defensores lançavam sobre eles óleo fervente. Suponha que num tacho de ferro de capacidade térmica 40 kcal/ºC são colocados 80 kg de óleo à temperatura ambiente de 20 ºC. A quantidade mínima de calor, em joules, para aquecer o conjunto (recipiente + óleo) até a temperatura de ebulição do óleo é de, aproximadamente, Dados: Calor específico do óleo = 0,40 cal/g ºC Temperatura de ebulição do óleo = 200 ºC 1 cal = 4,2 J a) 3,1 107 b) 5,4 107 c) 5,4 108 d) 7,8 108 e) 7,8 109 Gab: B 34 - (UFTM/2013/Julho) Leia a tirinha. (Bill Watterson. O melhor de Calvin.) Considere que o menino tenha passado alguns minutos do lado de fora da casa e que, ao retornar, ela lhe tenha parecido quente e agradável. A explicação física para esse fato é a de que o corpo do menino, ao entrar em casa, a) passa a perder frio numa taxa menor para o meio externo do que quando estava do lado de fora da casa. b) passa a perder calor numa taxa menor para o meio externo do que quando estava do lado de fora da casa. c) deixa de perder calor e passa a perder frio para o meio externo. d) deixa de receber frio, como acontecia do lado de fora da casa, e passa a receber calor do meio externo. e) deixa de receber calor do meio externo e passa a perder frio para o meio externo. Gab: B 35 - (FATEC SP/2013/Julho) Uma determinada pesquisa teve como objetivo principal analisar a utilização de chuveiros elétricos e o conforto que ofereciam aos seus usuários. Para isso, anotaram-se os seguintes valores médios aproximados: • Número de banhos observados: 1 625; • Temperatura média da água que entra no chuveiro: 18ºC; • Temperatura média da água que sai do chuveiro: 38ºC; • Tempo médio de cada banho: 10 min; • Vazão média do chuveiro: 0,06 L/s. (sites.unifra.br/Portals/35/Artigos/2004/41/parametr os.pdf Acesso em: 01.02.2013. Adaptado) A relação entre a quantidade de energia transferida para que uma porção de água mude a sua temperatura é dada por Q = m c . Sendo assim, baseando-se nos dados apresentados, podemos concluir que a quantidade de energia total dissipada pelo chuveiro durante um banho será, em kcal, Dados: O calor específico da água: 1,0 cal/gºC; Densidade da água: 1,0 kg/L. a) 0,360. b) 7,20. c) 72,0. d) 720. e) 3 600. Gab: D 36 - (UFU MG/2013/Julho) James Prescott Joule realizou um experimento no qual deixava cair, de uma determinada altura, um peso que, conectado a pás imersas em água, fazia com que o líquido fosse agitado, aumentando sua temperatura. Inspirado neste experimento, uma pessoa, localizada ao nível do mar, está disposta a fazer com que 100 cm3 de água pura chegue à temperatura de ebulição. Para isso, ela coloca o referido líquido, inicialmente a 20°C, numa garrafa térmica, na qual supostamente não haverá perdas de calor. Após isso, ela passa a agitá-la 20 vezes a cada minuto. A cada vez que ela agita a água da garrafa, é como se o referido líquido caísse de uma altura de 30 cm. Considere 1 cal = 4 J e calor específico da água = 1cal/g. ºC. A partir das afirmações acima, responda: a) Mesmo não tendo sido usado o calor como fonte de energia para aquecer a água, ela se aqueceu. Qual o tipo de energia que permitiu que o líquido atingisse a temperatura de ebulição? b) Por quanto tempo a garrafa teve de ser agitada para que a água chegasse à temperatura desejada? Gab: a) A energia térmica é oriunda da transformação da energia potencial da queda da água dentro da garrafa, a cada vez que ela for agitada. Poder-se-ia, também, afirmar que tal energia vem dos alimentos que a pessoa ingeriu para poder realizar a referida tarefa. b) Para chegar a 32.000J serão necessários, aproximadamente, 53.333 minutos ou 88,8h ou 3 dias e 16 horas. 37 - (UNESP/2013/Julho) Determinada substância pura encontra-se inicialmente, quando t = 0 s, no estado sólido, a 20 ºC, e recebe calor a uma taxa constante. O gráfico representa apenas parte da curva de aquecimento dessa substância, pois, devido a um defeito de impressão, ele foi interrompido no instante 40 s, durante a fusão da substância, e voltou a ser desenhado a partir de certo instante posterior ao término da fusão, quando a substância encontrava-se totalmente no estado líquido. Sabendo-se que a massa da substância é de 100 g e que seu calor específico na fase sólida é igual a 0,03 cal/(g.ºC), calcule a quantidade de calor necessária para aquecê-la desde 20 ºC até a temperatura em que se inicia sua fusão, e determine o instante em que se encerra a fusão da substância. Gab: Q = 900 cal T = 118 s 38 - (UFU MG/2013/PAAES) O aquecimento global consiste no aumento da temperatura média dos oceanos e do ar próximo à superfície terrestre. Acredita-se que a maior parte do aumento da temperatura observada no século XX deva-se ao efeito estufa. Uma das consequências do aquecimento global é o derretimento das geleiras, que contribui para o aumento do nível dos oceanos. É possível fazer um experimento caseiro para estudar o que acontece quando uma geleira derrete. Para isso, coloque uma pedra de gelo de 100 g a -10 ºC dentro de uma garrafa térmica com 1 kg de água à temperatura de 20 ºC, e a pressão de 1 atm. Considere o calor latente de fusão do gelo 80 cal/g e os calores específicos da água e do gelo iguais a 1 cal/g.ºC e 0,5 cal/g.ºC, respectivamente. Com base nas informações dadas, marque, para as afirmativas abaixo, (V) Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção. 1. Não é preciso haver preocupação com o aquecimento global, pois, como a energia do planeta é conservada, a temperatura do planeta será constante em média. 2. Para derreter metade da pedra de gelo são necessárias 4.000 cal. 3. A pedra de gelo derrete porque sua temperatura aumenta durante a mudança de fase de sólido para líquido. 4. A temperatura de equilíbrio do sistema após o derretimento da pedra de gelo é maior que 10 ºC. Gab: FFFV 39 - (IME RJ/2013) Em um experimento existem três recipientes E1, E2 e E3. Um termômetro graduado numa escala X assinala 10 ºX quando imerso no recipiente E1, contendo uma massa M1 de água a 41 ºF. O termômetro, quando imerso no recipiente E2 contendo uma massa M2 de água a 293 K, assinala 19 ºX. No recipiente E3 existe inicialmente uma massa de água M3 a 10 ºC. As massas de água M1 e M2, dos recipientes E1 e E2, são transferidas para o recipiente E3 e, no equilíbrio, a temperatura assinalada pelo termômetro é de 13 ºX. Considerando que existe somente troca de calor entre as massas de água, a razão 2 1 M M é: a) 2+0,2 2 3 M M b) 2 c) 1 + 2 3 M M d) 0,5 e) 0,5 – 2 2 3 M M Gab: B 40 - (FGV/2013) Em um recipiente adiabático, contendo 2,0 L de água (densidade = 1,0 g/cm3, calor específico = 1,0 cal/(g. ºC)), háuma barra metálica imersa, de capacidade térmica 1 000 cal/ºC, que mede inicialmente 40,00 cm. O sistema recebe 150 kcal de uma fonte de calor e, ao fim do processo, a barra acusa uma dilatação linear de 0,01 cm. O coeficiente de dilatação linear do material da barra vale, em 10–6 ºC–1, a) 1,0. b) 2,0. c) 3,0. d) 4,0. e) 5,0. Gab: E 41 - (UFGD/2013) Sabe-se que a sacarose (C12H22O11) tem a temperatura de fusão de 186 ºC à pressão atmosférica, um calor específico sensível de 425 Jmol–1K–1, e que as massas molares dos elementos que a compõe são: H = 1 g/mol; C = 12 g/mol e O = 16 g/mol. Considerando que o açúcar de mesa seja composto de sacarose, qual a quantidade de energia necessária para uma cozinheira começar a derreter 342 g de açúcar que inicialmente se encontrem na temperatura de 36 ºC? a) 18600 J b) 34200 J c) 36050 J d) 42500 J e) 63750 J Gab: E 42 - (UEPA/2013) Com a finalidade de preparar o alimento de um bebê, todas as manhãs uma dona de casa usa um fogão a gás para aquecer 1 litro de água, inicialmente a 20ºC, até que o líquido comece a ferver. Sabendo-se que a quantidade de calor liberada na queima de uma unidade de massa de combustível do gás de cozinha é 6000 kcal/kg, que um botijão de gás de 13 kg custa R$ 30,00, e admitindo-se que toda a energia térmica produzida pela chama do fogão seja usada no aquecimento da água, é correto afirmar que o custo, em centavos de reais, dessa operação matinal é aproximadamente igual a: Dado: Calor específico da água = 1 cal/gºC a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 Gab: A 43 - (UNIUBE MG/2013) Dois corpos A e B são constituídos de materiais distintos, mas possuem o mesmo valor de capacidade térmica. Sobre esses corpos são feitas as afirmativas abaixo. I. Se for fornecida aos dois corpos A e B a mesma quantidade de calor, ambos apresentarão mesma variação de temperatura. II. Esses dois corpos estão em equilíbrio térmico, uma vez que possuem capacidades térmicas iguais. III. Entre esses dois corpos, aquele que tem menor massa apresenta maior valor de calor específico. IV. Pode-se afirmar que, se os dois corpos forem colocados em contato, não haverá troca de calor entre eles, uma vez que possuem mesma capacidade térmica. São CORRETAS as afirmativas contidas em: a) I e III, apenas b) II e IV, apenas c) I, II e III, apenas d) III e IV, apenas e) I e II, apenas Gab: A 44 - (UFSCar SP/2013) Uma característica do álcool em seu estado líquido é dada pelo valor numérico 2 400 J/(kg · ºC). Essa característica é a) o calor latente de vaporização, que informa a quantidade de energia térmica necessária para transformar em vapor 1 kg de álcool. b) o calor específico, que informa a quantidade de energia térmica necessária para que 1 kg de álcool aumente a temperatura em 1 ºC. c) o calor específico, que informa a quantidade de energia térmica contida em uma massa de 2 400 kg de álcool à temperatura de 1 ºC. d) o calor latente de condensação, que informa a quantidade de energia térmica necessária para converter em líquido 1 kg de álcool. e) a capacidade térmica, que relaciona a quantidade de energia térmica recebida pelo álcool e a correspondente variação de temperatura provocada por ele. Gab: B 45 - (UNICAMP SP/2013) Alguns tênis esportivos modernos possuem um sensor na sola que permite o monitoramento do desempenho do usuário durante as corridas. O monitoramento pode ser feito através de relógios ou telefones celulares que recebem as informações do sensor durante os exercícios. Considere um atleta de massa m = 70 kg que usa um tênis com sensor durante uma série de três corridas. a) O gráfico 1) abaixo mostra a distância percorrida pelo atleta e a duração em horas das três corridas realizadas em velocidades constantes distintas. Considere que, para essa série de corridas, o consumo de energia do corredor pode ser aproximado por E = CMET m t, onde m é a massa do corredor, t é a duração da corrida e CMET é uma constante que depende da velocidade do corredor e é expressa em unidade de hkg kJ Usando o gráfico 2) abaixo, que expressa CMET em função da velocidade do corredor, calcule a quantidade de energia que o atleta gastou na terceira corrida. b) O sensor detecta o contato da sola do tênis com o solo pela variação da pressão. Estime a área de contato entre o tênis e o solo e calcule a pressão aplicada no solo quando o atleta está em repouso e apoiado sobre um único pé. Gab: a) E = 2100 kJ b) P = 3,5 104 Pa 46 - (UFSC/2013) Em uma aula experimental de física sobre calorimetria, o professor pede para que os alunos aqueçam duas substâncias diferentes, com 400 g cada, fazendo uso de um aquecedor elétrico. Desprezando eventuais perdas de calor para o meio ambiente, o professor considera a potência efetiva do aquecedor em 400 cal/min. O professor pede que os alunos registrem os dados experimentais em uma tabela e construam um gráfico. Abaixo é apresentado um dos gráficos construídos pelos alunos. 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 T (o C ) Q(kcal) Sub. A Sub. B Considere o gráfico acima e responda às perguntas abaixo. a) O experimento realizado pelos alunos permite encontrar, através da inclinação da reta, uma grandeza física característica de cada substância. Qual é esta grandeza física? b) Com base em princípios físicos, explicitando o raciocínio físico e matemático, qual das substâncias possui o maior valor para a grandeza física apontada no item anterior? c) Admitindo que a substância A seja uma enzima e que ela possua temperatura inicial de 20º C, o que acontece com a enzima após 30 minutos de aquecimento pelo aquecedor elétrico mencionado? Justifique sua resposta com base nos princípios da física e da biologia. Apresente os cálculos necessários. Gab: a) Calor Específico b) Através do gráfico podemos determinar o calor específico de cada substância para substância B Podemos concluir que a substância tem maior calor específico. c) Para saber o que acontece com a enzima, primeiro temos que saber qual a temperatura desta enzima após 30 minutos de aquecimento. É sabido que a partir dos 42ºC as enzimas começam a desnaturar. Então, depois de 30 minutos de aquecimento a enzima fica inativa, ou seja, não funciona mais. 47 - (UERJ/2012/2ª Fase) Considere X e Y dois corpos homogêneos, constituídos por substâncias distintas, cujas massas correspondem, respectivamente, a 20 g e 10 g. O gráfico abaixo mostra as variações da temperatura desses corpos em função do calor absorvido por eles durante um processo de aquecimento. Determine as capacidades térmicas de X e Y e, também, os calores específicos das substâncias que os constituem. Gab: Capacidades térmicas CX = 10 cal/K CY = 4 cal/K Calores específicos cX = 0,5 calg–1K–1 cY = 0,4 calg–1K–1 48 - (FCM MG/2012) A figura abaixo mostra dois objetos metálicos, homogêneos, de mesmo material, cujas dimensões estão destacadas. Colocando-seos objetos em um ambiente isolado termicamente e recebendo a mesma quantidade de calor, verifica-se que o objeto 2 apresenta, como característica térmica, em relação ao objeto 1: a) uma temperatura 10 vezes menor. b) um calor específico 10 vezes menor. c) uma capacidade térmica 100 vezes maior. d) um aumento do volume 1000 vezes maior. Gab: A 49 - (UEL PR/2012/1ª Fase) O homem utiliza o fogo para moldar os mais diversos utensílios. Por exemplo, um forno é essencial para o trabalho do ferreiro na confecção de ferraduras. Para isso, o ferro é aquecido até que se torne moldável. Considerando que a massa de ferro empregada na confecção de uma ferradura é de 0,5 kg, que a temperatura em que o ferro se torna moldável é de 520 ºC e que o calor específico do ferro vale 0,1 cal/g ºC, assinale a alternativa que fornece a quantidade de calor, em calorias, a ser cedida a essa massa de ferro para que possa ser trabalhada pelo ferreiro. Dado: temperatura inicial da ferradura: 20 ºC. a) 25 b) 250 c) 2500 d) 25000 e) 250000 Gab: D 50 - (FUVEST SP/2012/1ª Fase) Em uma sala fechada e isolada termicamente, uma geladeira, em funcionamento, tem, num dado instante, sua porta completamente aberta. Antes da abertura dessa porta, a temperatura da sala é maior que a do interior da geladeira. Após a abertura da porta, a temperatura da sala, a) diminui até que o equilíbrio térmico seja estabelecido. b) diminui continuamente enquanto a porta permanecer aberta. c) diminui inicialmente, mas, posteriormente, será maior do que quando a porta foi aberta. d) aumenta inicialmente, mas, posteriormente, será menor do que quando a porta foi aberta. e) não se altera, pois se trata de um sistema fechado e termicamente isolado. Gab: C 51 - (Fac. Santa Marcelina SP/2012/Julho) A Tabela 1 apresenta valores médios de energia gerada pela ingestão de 1g de cada tipo de nutriente. Um estudante, preocupado com o seu consumo excessivo de lanches, recorreu à Tabela 2 para estimativa total de energia adquirida ao comer um sanduíche de hambúrger. Depois de realizar o cálculo, resolveu aumentar seus exercícios físicos, nadando 1 hora por dia a uma taxa de dissipação de energia igual a 600 W. Considerando 1 cal = 4J, ao final de 30 dias, o estudante terá gasto a energia equivalente ao consumo de a) 465 sanduíches. b) 120 sanduíches. c) 30 sanduíches. d) 8 sanduíches. e) 1 sanduíche. Gab: C 52 - (UFG GO/2012/Julho) Em um dia de verão, o asfalto encontrava-se a uma temperatura de 60 ºC, e uma chuva de 3 mm foi suficiente para resfriá-lo até a temperatura de 30 ºC. A água da chuva estava inicialmente a 20 ºC. Considerando-se que a água é completamente evaporada a uma temperatura média de 40 ºC, calcule para cada metro quadrado de asfalto: Dados: cágua = 1,0 cal/gºC L = 540 cal/g água = 1,0 g/cm3 = 103 kg/cm3 a) a massa de água da chuva que caiu no solo; b) a capacidade térmica do asfalto. Gab: a) m = 3 103 g b) C = 5,6 104 cal/ºC 53 - (UFU MG/2012/Julho) Um corpo em estado sólido possui massa de 500 g e recebe calor de um aquecedor, cuja potência é de 20W. Nesse processo, a temperatura do corpo varia em função do tempo, conforme indica o gráfico a seguir. Considere 1 cal = 4 J. a) Qual o calor específico do corpo sólido submetido a esse aquecimento? b) Caso a mesma situação se repetisse, porém o material sólido fosse substituído por outro similar, com calor específico menor, o que ocorreria com o valor do ângulo a indicado no gráfico? Gab: a) Cºg cal 12,0c b) Com um valor de calor específico menor, a temperatura do material sólido varia mais para a mesma quantidade de calor recebida. Assim a curva seria mais ascendente e, portanto, o valor do ângulo a será maior. 54 - (FGV/2012) Sabe-se que a capacidade térmica (C) é uma propriedade de cada corpo e está relacionada com o poder desse corpo de variar sua temperatura ao trocar calor. O gráfico que melhor expressa a capacidade térmica de um corpo ao receber calor com a respectiva variação de temperatura (t), sem mudar de estado físico, é a) b) c) d) e) Gab: A 55 - (FMABC/2012) Um jovem lança um bloco de alumínio de massa 80g, cuja temperatura inicial é de 20 ºC, sobre uma superfície áspera. O coeficiente de atrito dinâmico entre a base do bloco e a superfície vale 0,3. O bloco, no momento que se separou da mão do garoto, tinha velocidade inicial de 10m/s e deslizou por 3,33s até parar. Suponha que toda a energia desse movimento tenha sido convertida em energia térmica e que 20% dela tenha sido absorvida pela superfície de deslizamento. A variação de temperatura do bloco, na escala Fahrenheit, será de Para simplificação dos cálculos, adote: g = 10m/s2 1 cal = 4J Calor específico do alumínio = 0,2cal/g ºC a) 0,05 ºF b) 0,09 ºF c) 4 ºF d) 7,2 ºF e) 16 ºF Gab: B 56 - (UFJF MG/2012) Desde a descoberta do laser em 1953, esse dispositivo tem se tornado cada vez mais comum no nosso dia a dia. Um estudante de ensino médio, que possui um laser verde com potência 200 mW , escuta de um amigo que, se um laser for focalizado na retina do olho humano, a pessoa atingida pode ficar cega. Estudos recentes mostram que a retina do olho humano apresenta um calor específico c = 3590 J / kgK e uma densidade = 1000 kg/m3. Considerando que o laser tenha um comprimento de penetração no tecido do olho humano d = 1,0 mm e que a área efetiva atingida no fundo do olho seja A = 25,0 mm2, qual será a variação de temperatura local aproximada T ocorrida no fundo do olho, mostrado na figura abaixo, caso alguém focalize esse laser durante um intervalo de tempo de t = 5 s? Despreze qualquer tipo de perda de energia. a) 23,89 K b) 15,32 K c) 11,14 K d) 9,14 K e) 7,91 K Gab: C 57 - (UFGD/2012) No vestibular da UFGD, um candidato levou 13.duas garrafas de água de 500 ml para tomar durante a prova de 4 horas de duração. No início da prova, as garrafas de água estavam a 2 ºC. A temperatura da sala manteve-se constante em 26 ºC. O fluxo de calor entre as garrafas e a sala é constante e da ordem de 15 W. Considerando que o candidato consumiu apenas uma garrafa de água, após quanto tempo, aproximadamente, a garrafa fechada entra em equilíbrio térmico com a sala? Dados: cágua: 4,2x103 J/kg.K a) 11 minutos. b) 0,8 minutos. c) 1 hora e 45 minutos. d) 56 minutos. e) O tempo será maior do que a duração da prova. Gab: D 58 - (UNICAMP SP/2012) Em 2015, estima-se que o câncer será responsável por uma dezena de milhões de mortes em todo o mundo, sendo o tabagismo a principal causa evitável da doença. Além das inúmeras substâncias tóxicas e cancerígenas contidas no cigarro, a cada tragada, o fumante aspira fumaça a altas temperaturas, o que leva à morte células da boca e da garganta, aumentando ainda mais o risco de câncer. a) Para avaliar o efeito nocivo da fumaça, N0 = 9,0 104 células humanas foram expostas, em laboratório, à fumaça de cigarro à temperatura de 72ºC, valor típico para a fumaça tragada pelos fumantes. Nos primeiros instantes,o número de células que permanecem vivas em função do tempo t é dado por N(t) = N0 t2 1 , onde é o tempo necessário para que 90% das células morram. O gráfico abaixo mostra como varia com a temperatura . Quantas células morrem por segundo nos instantes iniciais? b) A cada tragada, o fumante aspira aproximadamente 35 mililitros de fumaça. A fumaça possui uma capacidade calorífica molar C = 32 molK J e um volume molar de 28 litros/mol. Assumindo que a fumaça entra no corpo humano a 72ºC e sai a 37ºC, calcule o calor transferido ao fumante numa tragada. Gab: a) M = 3,6 104 células mortas por segundo b) Q = 1,4J 59 - (UFRN/2011/1ª Fase) A existência da água em seus três estados físicos, sólido, líquido e gasoso, torna nosso Planeta um local peculiar em relação aos outros Planetas do Sistema Solar. Sem tal peculiaridade, a vida em nosso Planeta seria possivelmente inviável. Portanto, conhecer as propriedades físicas da água ajuda a melhor utilizá-la e assim contribuir para a preservação do Planeta. Na superfície da Terra, em altitudes próximas ao nível do mar, os estados físicos da água estão diretamente relacionados à sua temperatura conforme mostrado no Gráfico ao lado. Esse Gráfico representa o comportamento de uma massa de 1,0 g de gelo a uma temperatura inicial de – 50ºC, colocada em um calorímetro que, ligado a um computador, permite determinar a temperatura da água em função da quantidade de calor que lhe é cedida. Observando-se o Gráfico, pode-se concluir que a quantidade de calor necessária para liquefazer a massa de 1,0g de água e elevar sua temperatura de 0ºC até 100ºC é, respectivamente, a) 105 cal e 80 cal. b) 105 cal e 100 cal. c) 80 cal e 105 cal. d) 100 cal e 105 cal. Gab: B 60 - (UEL PR/2011/2ª Fase) Um martelo de massa M = 1,2 kg, com velocidade de módulo 6, 5 m/s, golpeia um prego de massa m = 14 g e para, após cada impacto. Considerando que o prego absorve toda a energia das marteladas, uma estimativa do aumento da temperatura do prego, gerado pelo impacto de dez marteladas sucessivas, fornecerá o valor aproximado de: Dado: Calor específico do ferro c = 450J/kgºC a) 40 ºC b) 57 ºC c) 15 ºK d) 57 ºK e) 15 ºF Gab: A TEXTO: 1 - Comum à questão: 61 Adote os conceitos da Mecânica Newtoniana e as seguintes convenções: - O valor de = 3 ; - A resistência do ar pode ser desconsiderada. 61 - (UFPB/2013) Considere três corpos condutores térmicos X, Y e Z, de mesmas massas e mesmo material, contidos em um recipiente isolado termicamente. Inicialmente, os três corpos estão separados entre si. Sabe-se que o corpo X está a uma temperatura inicial de 80ºC. Para a realização de um experimento, coloca-se, em primeiro lugar, o corpo X em contato com o corpo Y, e verifica-se que ambos atingem o equilíbrio termodinâmico a uma temperatura de 60ºC. Eles são, então, separados. Em segundo lugar, coloca-se o corpo Y em contato com o corpo Z, e verifica-se que ambos atingem o equilíbrio termodinâmico a uma temperatura de 20ºC. Nesse momento, eles são separados. Com relação a essa sequência de experimentos, podemos afirmar: I. Antes do primeiro contato com o corpo X, o corpo Y estava a uma temperatura de 40ºC. II. Antes do contato com o corpo Y, o corpo Z estava a uma temperatura de –20ºC. III. Se, depois do segundo contato, os três corpos forem colocados novamente em contato, o equilíbrio termodinâmico acontecerá a 40ºC. IV. Se a massa do corpo X fosse duplicada, o equilíbrio termodinâmico com o corpo Y, no primeiro contato, continuaria ocorrendo a 60ºC. Estão corretas apenas as afirmativas: a) I, II e IV b) I, III e IV c) II e III d) III e IV e) I e II Gab: E
Compartilhar