Prova B1 FUNDAMENTOS TERMODINAMICA

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ICET – INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA 
Engenharia – Ciclo Básico – Campus Alphaville 
 
 
 
GABARITO P1 – Fundamentos de Termodinâmica (FT) 
Prof. Gilberto Lima 
04/04/2013 
 
 
Formulário 
 
Calor Sensível: Qsens. = C.(Tf – To) ou Q = m.c.(Tf – To) 
 
Calor Latente: Qlat. = m.L 
 
Q > 0 (calor recebido); Q < 0 (calor cedido) 
 
Equação Calorimétrica para sistemas isolados: ∑ ∑ 
 
 
 
 
1) (2.0) Explique o que é a Capacidade Térmica (ou Calorífica) de um corpo. 
Resposta: É a medida da capacidade de um corpo reter energia térmica. Ou, é a medida da 
resistência desse corpo a variações em sua temperatura. 
 
1) (2.0) Explique o que é a Capacidade Térmica Específica (“Calor Específico”) de uma 
substância pura. 
 
Resposta: É a medida da capacidade de uma substância reter energia térmica. Ou, é a medida 
da resistência dessa substância a variações em sua temperatura. Seu valor se altera de acordo 
com o estado físico da substância (sólido, líquido ou gasoso). 
 
 
1) (2.0) Explique o que é o Calor Latente Específico (L). 
 
Resposta: É a quantidade de energia térmica, por unidade de massa, necessária para realizar 
uma mudança de estado de uma substância pura. 
 
 
1) (2.0) Qual é a principal característica observada durante a mudança de estado de uma 
substância pura? Como essa característica é usada para estabelecer o seu próprio padrão de 
medida? 
 
Resposta: Durante uma mudança de estado a temperatura de uma substância pura não varia. 
Essa característica é usada para estabelecer pontos de referência numa escala de medida de 
temperaturas, a escala Celsius: a temperatura em que a água congela é definida como o zero 
dessa escala; já a temperatura em que a água vaporiza é definida como o valor cem da escala. 
 
 
 
2) (4.0) Dentro de um calorímetro com capacidade térmica de 30 cal/ oC, há 500 g de água numa 
temperatura de 20 oC (cágua = 1,0 cal/g.
 oC). Adiciona-se ao recipiente 600 g de álcool a 60 oC de 
temperatura (cálcool = 0,602 cal/g.
 oC). Determine a temperatura final do sistema. 
 
Dados: 
 
CCalorímetro = 30 cal/
 oC; mágua = 500 g; To, Calorímetro = To, água = 20 
oC; cágua = 1,0 cal/g.
 oC; 
 
málcool = 600 g; To, álcool = 60 
oC; cálcool = 0,602 cal/g.
 oC; Tf = ???? 
 
 
Resolução: 
 
 
∑ ∑ 
 
 ( ) ( ) ( ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
⇒ 
 
 
 
⇒ 
 
 
 
⇒ 
 
 
 
 
⇒ 
 
 
 
 
 
3) (4.0) No interior de um calorímetro com capacidade térmica 100 cal/oC, há 250 g de gelo a 
uma temperatura de –15 oC. Coloca-se no recipiente um pedaço de platina (Pt) de 2 kg a 
1700 oC. Determine a massa de vapor que haverá quando o sistema atingir o equilíbrio térmico. 
A temperatura final é de 100 oC. 
 
cPt = 0,032 cal/g.
 oC; cgelo = 0,5 cal/g.
 oC; cágua = 1 cal/g.
 oC; 
cvapor = 0,48 cal/g.
 oC; Lfusão, gelo = 80 cal/g; Lvaporização, água = 540 cal/g. 
 
Dados: 
 
CCalorímetro = 100 cal/
 oC; mgelo = mágua = 250 g; To, Calorímetro = To, gelo = –15 
oC; 
 
Tf, gelo = To, água = 0 
oC; mPt = 2000 g; To, Pt = 1700 
oC; Tf = 100 
oC; 
 
mvapor = ????? 
 
 
Resolução: 
 
 As trocas de calor dentro deste sistema resultarão no seguinte: 
 
1) Aquecimento do calorímetro, ( ); 
 
2) Aquecimento do gelo até 0 oC, ( ); 
 
3) Derretimento do gelo, ; 
 
4) Aquecimento da água até 100 oC, ( ); 
 
5) Vaporização de parte dessa água (conforme está explícito no enunciado da questão), 
 ; 
 
6) Resfriamento do pedaço de platina, ( ) 
 
 
Portanto: 
∑ ∑ 
 
 ( ) ( ) ( ) 
 
 ( ) 
 
 
 Colocarei os valores agora, termo a termo, mas sem as unidades para não sobrecarregar: 
 
1) ( ) [ ] 
 
2) ( ) [ ] 
 
3) 
 
4) ( ) 
 
5) 
 
6) ( ) . 
 
 
Substituindo estes resultados na equação calorimétrica acima, teremos: 
 
( 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
⇒