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Lista de Exercícios Calorimetria Capacidade térmica, Calor específico e trocas de calor (sem mudança de fase) 1) (Exemplo 18.1, pág 627, Tipler 5 a ed) Que quantidade de calor é necessária para elevar de 20 o C a temperatura de 3 kg de cobre? (dado: c = 0,386 kJ/kg.K) (23 kJ) 2) (Exemplo 18.2, pág 629, Tipler 5 a ed) Para medir o calor específico do chumbo, uma pessoa aquece 600 g de granalha de chumbo até a temperatura de 100 o C e depois coloca esse conteúdo em um calorímetro de alumínio com 200 g de massa, contendo 500 g de água, inicialmente a 17,3 o C. Se a temperatura final do conjunto for de 20 o C, qual o calor específico do chumbo? (o calor específico do recipiente de alumínio é 0,9 kJ/kg.K). (0,128 kJ/kg.K) 3) (Ex. 15.33, pág. 134, Sears 10 a ed) Um engenheiro está desenvolvendo um novo projeto de máquina. Uma das partes móveis da máquina contém 1,60 kg de alumínio e 0,3 kg de ferro sendo que ela deve operar a uma temperatura de 210 o C. Qual é o calor necessário para elevar sua temperatura de 20 o C até 210 o C? (300,3 kJ) 4) (Ex. 15.35, pág. 134, Sears 10 a ed) Uma chaleira de alumínio com massa igual a 1,5 kg e contendo 1,8 kg de água é colocada em um fogão. Supondo que não haja nenhuma perda de calor para o ambiente, qual é a quantidade de calor que deve ser adicionada para elevar a temperatura de 20 o C para 85 o C? (576,81 kJ) 5) (Ex. 15.36, pág. 135, Sears 10 a ed) Para se manter acordado em seus estudos durante uma noite inteira, um estudante faz uma xícara de café colocando inicialmente um aquecedor elétrico de 200 W em 0,32 kg de água. a) qual é o calor transferido para água para elevar sua temperatura de 20 o C para 80 o C? (80,26 kJ) b) quanto tempo é necessário? (402 s) Suponha que toda a potência do aquecedor seja transformada em calor para aquecer a água. 6) (Ex. 26, cap 18, pág 659, Tipler 5 a ed) Uma casa solar contém 10 5 kg de concreto (calor específico = 1 KJ/kg.K) Que quantidade de calor é liberada pelo concreto quando se resfria de 25 o C para 20 o C? (5.10 5 kJ) 7) (Ex. 33, pág 659, Tipler 5 a ed) Uma amostra de 200 g de chumbo é aquecida a 90 o C e depositada em um calorímetro contendo 500 g de água, inicialmente a 20 o C. Desprezando a capacidade calorífica do recipiente do calorímetro, estime a temperatura final do chumbo e da água. (20,8 o C) 8) (Ex. 34, pág 659, Tipler 5 a ed) O calor específico de um certo metal pode ser determinado medindo-se a variação de temperatura que ocorre quando uma amostra de metal é aquecida e então colocada num recipiente isolado, feito do mesmo material e contendo água. Considere que a amostra de metal tem uma massa de 100 g e esteja inicialmente a 100 o C. O recipiente possui 200 g de massa e contém 500 g de água a uma temperatura inicial de 20 o C. A temperatura final é de 21,4 o C. Qual o calor específico do metal? (0,387 kJ/Kg.K) 9) (Ex. 27 E, pág 161, Halliday 6 a ed) Uma certa substância possui uma massa por mol de 50 g/mol. Quando se acrescenta 314 J sob a forma de calor a uma amostra de 30 g, a temperatura da amostra se eleva de 25 o C para 45 o C. Qual: a) o calor específico; (0,523 kJ/kg.K) b) o calor específico molar desta substância; (26,2 J/mol.K) 10) (Ex. 29 E, pág 161, Halliday 6 a ed) Calcule a quantidade mínima de energia em Joules, necessária para derreter completamente 130 g de prata inicialmente a 15 o C, sabendo que a prata derrete a 1425 o C. (42,7 kJ) 11) (Ex. 30 E, pág 162, Halliday 6 a ed) Uma sala é iluminada por quatro lâmpadas incandescentes de 100 W. (A potência de 100 W é a taxa com que uma lâmpada converte energia elétrica em calor e em luz visível). Supondo que 90 % da energia sejam convertidos em calor, quanto calor a sala recebe em 1 h? (1296 kJ) 12) (Ex. 35 E, pág 162, Halliday 6 a ed) Um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para aquecer 100 g de água para uma xícara com café instantâneo. O aquecedor está rotulado com “200 watts”, o que significa que ele converte energia elétrica em energia térmica nesta taxa. Calcule o tempo necessário para levar toda esta água de 23 o C para 100 o C, ignorando quaisquer perdas de calor (160 s)
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