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Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 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. 02 - (ITA SP/2002) Colaborando com a campanha de economia de energia, um grupo de escoteiros construiu um fogão solar, consistindo de um espelho de alumínio curvado que foca a energia térmica incidente sobre uma placa coletora. O espelho tem um diâmetro efetivo de 1,00m e 70% da radiação solar incidente é aproveitada para de fato aquecer uma certa quantidade de água. Sabemos ainda que o fogão solar demora 18,4 minutos para aquecer 1,00 l de água desde a temperatura de 20 °C até 100 °C, e que 4,186 . 103 J é a energia necessária para elevar a temperatura de 1,00 l de água de 1,000 K. Com base nos dados, estime a intensidade irradiada pelo Sol na superfície da Terra, em W/m2. Justifique. 03 - (UERJ/1996) Em uma mistura de água e gelo mergulham-se dois resistores em paralelo, sendo um de 5,0 e outro de resistência desconhecida, como indica a figura abaixo: A potência total dissipada nos resistores é igual a 2,5 x 10³ W e a diferença de potencial entre os pontos A e B é 100 V. a) Calcule o valor da resistência R. b) O equilíbrio térmico entre a água e o gelo se mantém durante 34 s de funcionamento do circuito. Calcule a massa de gelo que se funde nesse intervalo de tempo. Dado: calor latente de fusão do gelo: 3,4 x 105 J.kg-1 04 - (UERJ/1995) Um sistema isolado contém um cubo de gelo de massa igual a 115 g, que flutua em 500 g de um líquido. a) Estando o sistema em equilíbrio térmico a 0 ºC, calcule, em cm3, o volume de gelo imerso. Dados: aresta do cubo de gelo: 5,0cm ; massa específica do gelo: 0,92 g.cm-3; massa específica do líquido: 1,15 g.cm-3 b) Acrescentando-se ao sistema 300 g do mesmo líquido à temperatura t, observa-se que a temperatura de equilíbrio da mistura é 10º C. Calcule a temperatura t do líquido adicionado. Dados: calor latente de fusão do gelo: 80 cal.g-1 ; calor específico da água: 1,0 caI.g-1.ºC-1 ; calor específico do líquido: 0,90 caI.g-1.ºC-1 05 - (UERJ/1994) Suponha que em um recipiente metálico de 200g, termicamente isolado do meio externo e inicialmente a 20 ºC, colocaram-se 360g de água a 60 ºC. Calcule: a) a temperatura de equilíbrio térmico do sistema água-recipiente, sabendo-se que o calor específico da água é 1,0 cal/g ºC e o do metal é 0,20 cal/g ºC. b) o valor máximo da massa de uma pedra de gelo a 0 ºC que, colocada no recipiente, permita que haja apenas água quando for restabelecido o equilíbrio térmico do sistema, sabendo que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g. 06 - (UERJ/1998) Uma bolinha de aço a 120º C é colocada sobre um pequeno cubo de gelo a 0º C. Em escala linear, o gráfico que melhor representa a variação, no tempo, das temperaturas da bolinha de aço e do cubo de gelo, até alcançarem um estado de equilíbrio, é: 0 120 a. t(s) ( C)o 0 120 b. t(s) ( C)o Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 0 120 c. t(s) ( C)o 0 120 d. t(s) ( C)o 07 - (UERJ/1996) Uma massa de 0,50 kg de água é aquecida em um recipiente durante 21 s, e sua temperatura aumenta 20ºC. Sabendo que o calor específico da água é 4,2x10³ J.kg- 1.ºC-1, ao calcular a potência média de aquecimento fornecida à massa de água encontra-se o seguinte valor: a) 2,0x10² W b) 5,0x10² W c) 2,0x10³ W d) 5,0x10³ W 08 - (FMJ SP/2007) A temperatura de fusão do cobre é 1 080ºC e seu calor latente de fusão corresponde a 200 kJ/kg. Se uma moeda de cobre, à essa temperatura, é totalmente fundida ao absorver 2 000 J de calor, a massa dessa moeda, em kg, correponde a a) 1/1 080. b) 1/540. c) 1/108. d) 1/100. e) 1/50. 09 - (UFPR/2001) Um estudante coloca pedaços de estanho, que estão a uma temperatura de 25 oC, num recipiente que contém um termômetro e os aquece sob pressão constante. Depois de várias medições, o estudante elabora o gráfico mostrado abaixo, que representa as temperaturas do estanho em função do tempo de aquecimento. 400 232 25 100 300200 te m pe ra tu ra ( C)o tempo(s) Com base no enunciado e no gráfico, é correto afirmar: 01. A temperatura de fusão do estanho é 232 oC. 02. Entre 100 s e 200 s do início da experiência, o estanho se apresenta totalmente no estado líquido. 04. Suponha que a capacidade calorífica dos pedaços de estanho seja igual a 100 cal/oC. Então, nos primeiros 100 s da experiência, os pedaços de estanho absorvem uma quantidade de calor igual a 20,7 kcal. 08. Entre 100 s e 200 s do início da experiência, o estanho não absorve calor. 16. A temperatura do estanho no instante 300 s do início da experiência é igual a 673 K. 10 - (EFEI/2000) Em um calorímetro, cuja capacidade térmica é de 110 cal/oC, que se encontra a 20 oC, há 220 gramas de água à mesma temperatura. Um cubo de metal de 300 g, inicialmente a 80oC, é mergulhado na água. O sistema atinge o equilíbrio térmico a uma temperatura de 30oC. a) Qual dos metais da tabela abaixo foi utilizado neste experimento? b) Caso se desejasse uma temperatura final de equilíbrio mais elevada do que 30oC, deveria ser usado um calorímetro de capacidade térmica maior ou menor do que 110 cal/oC? Justifique sua resposta. Metal Calor Específico cal/(g.oC. Alumínio 2,2 x 10-1 Chumbo 3,1 x 10-2 Cobre 9,2 x 10-2 Ferro 1,1 x 10-1 Prata 5,6 x 10-2 Tungstênio 3,2 x 10-2 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 11 - (UFPR/2002) Um copo de vidro contendo 100 mL de leite a uma temperatura inicial de 20 ºC é colocado num forno de microondas. Depois de 1 minuto de funcionamento do forno, observa-se que o leite atinge 100 ºC. Supondo que o forno de microondas aqueça os líquidos de maneira uniforme e considerando que o calor específico do leite é igual a 4.186 J/(kg.ºC) e que a sua massa específica é igual a 1.000 kg/m3, é correto afirmar: 01. Um copo de 200 mL de leite com a mesma temperatura inicial e no mesmo forno levaria dois minutos para atingir 100 ºC. 02. Se a temperatura inicial fosse de 60 ºC, o tempo para 100 mL de leite atingirem 100 ºC seria de 30 segundos. 04. Um copo de 100 mL e outro de 250 mL de leite, colocados simultaneamente no mesmo forno à temperatura inicial de 20 ºC, atingiriam a temperatura de 100 ºC no mesmo instante. 08. Se fossem aquecidos simultaneamente, no mesmo forno, um copo com 100 mL de leite à temperatura inicial de 20 ºC e outro com 200 mL de leite à temperatura inicial de 50 ºC, o copo de 100 mL atingiria a temperatura de 100 ºC antes que o de 200 mL. 16. A energia utilizada pelo forno para elevar a temperatura de 100 mL de leite de 20 ºC até 100 ºC é 33.488 J. 12 - (PUC MG/2000) Quatro balas, feitas de chumbo, cobre, ferro e prata, respectivamente, e de mesma massa, são lançadas contra uma parede fabricada com um material que é um bom isolante térmico. Todas as balas estão em equilíbrio térmico com o ar e têm velocidades diferentes que serão consideradas horizontais no momento do impacto. Todas as balas apresentam a mesma temperatura no momento em que o movimento cessa dentro da parede.Isso significa que, antes do impacto, Dados Substância chumbo cobre ferro prata calor específico (cal / g °C) 0,03 0,09 0,11 0,05 a) a de chumbo tinha a maior velocidade. b) a de cobre tinha a maior velocidade. c) a de ferro tinha a maior velocidade. d) a de prata tinha a maior velocidade. e) todas tinham a mesma velocidade. 13 - (PUC MG/2000) Uma esfera de chumbo de massa de 250 g está imersa em um banho de água e em equilíbrio térmico a uma temperatura de 0oC. A esfera é retirada do banho e levada rapidamente para outro recipiente contendo 250 g de água a 100oC. A temperatura final de equilíbrio será mais próxima de: Dados Substância chumbo cobre ferro prata calor específico (cal / g °C) 0,03 0,09 0,11 0,05 calor específico da água = 1cal/g°C a) 100 °C b) 75 °C c) 50 °C d) 25 °C e) 0 °C 14 - (ESCS DF/2005) O calor latente de vaporização de um líquido, a uma dada temperatura, é a quantidade de calor necessária para evaporar um grama do líquido a essa temperatura. Suponha que uma poça com 1 kg de água esteja espalhada no chão, em uma área de 2/3 de um metro quadrado, e absorva energia solar a uma potência de 0,62 kW por metro quadrado. Considere ainda que o calor latente de vaporização da água à temperatura ambiente seja 2480 J / g. Nessas condições, a poça secará completamente em exatos: a) 10 minutos; b) 100 minutos; c) 620 minutos; d) 1.000 minutos; e) 1.240 minutos. 15 - (UFLA MG/1998) Colocam-se dois blocos de borracha sobre um grande bloco de ferro. O sistema é isolado do resto do universo. Depois de um longo tempo decorrido, podemos esperar que a) a temperatura de cada bloco seja diferente da dos outros. b) a temperatura dos blocos de borracha seja maior do que a do bloco de ferro. c) os três blocos tenham a mesma temperatura. d) os blocos de borracha tenham a mesma temperatura, desde que possuam massas iguais. e) os blocos de borracha tenham a mesma temperatura, desde que possuam volumes iguais. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 16 - (ESCS DF/2005) Os metais usuais, como aqueles utilizados em algumas próteses ortopédicas, dilatam-se quando aquecidos. Em novembro de 2004 foi anunciada, na literatura científica, a descoberta de materiais que se contraem quando aquecidos. Suponha que a lei de dilatação de um tal material seja idêntica à dos metais comuns, exceto pela presença de um coeficiente de dilatação linear negativo, digamos – ’. Imagine uma barra sólida de comprimento L, com uma fração f de seu comprimento constituída pelo novo material e a fração restante, por um metal comum de coeficiente linear de dilatação positivo . A fim de que a barra não varie de comprimento sob variações de temperatura, a fração f deve ser dada por: a) ’ / ( + ’) . b) ’ / . c) ’. d) / ( + ’) e) / ’. 17 - (UNIFOR CE/2000) Uma fonte térmica fornece calor com potência constante. Ela aquece 100g de água, de 20oC até 50oC, em 3,0 min. Para aquecer 250g de um metal, de 25oC a 40oC, ela gasta 45s. Sendo o calor específico da água igual a 1,0cal/goC, o do metal, nas mesmas unidades, vale a) 0,50 b) 0,40 c) 0,30 d) 0,20 e) 0,10 18 - (UFLA MG/2000) Um corpo cai de uma altura de 10m e fica em repouso ao atingir o solo. A temperatura do corpo imediatamente antes do impacto é 30ºC e seu calor específico é 100J/KgºC. Supondo que toda a energia mecânica do corpo foi transformada em calor e que não houve mudança de estado, qual é a temperatura final do corpo? (Use g = 10m/s2) a) 29ºC b) 31ºC c) 311ºC d) 30ºC e) 40ºC 19 - (UFLA MG/2000) Dois corpos, inicialmente a temperaturas diferentes, são colocados em contato térmico. Qual o gráfico que melhor representa a variação de suas temperaturas em função do tempo? T T T A t B a. T T TA t B b. T T TA t B c. T T TA t B d. T T TA t B e. 20 - (UFLA MG/2001) Usa-se a panela de pressão para cozer alimentos mais rapidamente. Qual das afirmações explica esse fato? a) Aumentando a pressão, diminuímos o ponto de ebulição da água. b) Aumentando a pressão, diminuímos o volume de água. c) Aumentando a pressão, aumentamos o ponto de ebulição da água. Como conseqüência, menos energia é absorvida antes de a água entrar em ebulição. d) Aumentando a pressão, aumentamos o volume de água. e) Aumentando a pressão, aumentamos o ponto de ebulição da água. Como conseqüência, mais energia é absorvida antes de a água entrar em ebulição. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 21 - (UFLA MG/2001) Um recipiente metálico contendo água a 20ºC é introduzido no congelador de uma geladeira. Nessas condições, a água passa a liberar calor, à taxa constante de 50 cal/s e sua temperatura começa a baixar de maneira uniforme. Após 200 segundos, o recipiente é retirado do congelador. Para que no recipiente se encontre apenas água no estado líquido, a 10ºC, a massa de água inicial era, em kg: a) 3,0 kg b) 0,30 kg c) 1,0 kg d) 0,20 kg e) 0,5 kg 22 - (UNIMAR SP/2001) Uma fonte de energia (térmica) , de potência constante e igual a 5 cal/s, fornece calor a uma massa sólida de 80 g. O gráfico abaixo mostra a variação de temperatura em função do tempo. O calor específico do corpo no estado líquido vale em cal/sºC: Dados: TcmQ 10 20 30 40 50 60 70 t(s) 50 100 150 200 T ( C)o a) 0,0125; b) 0,0250; c) 0,0200; d) 0,0400; e) 0,0500. 23 - (UFLA MG/1998) Dizemos que o calor latente de fusão da água é 80 cal/g, e sua temperatura de fusão é de 0ºC. Isto significa que a) se fornecermos menos de 80 cal a 1 g de gelo, todo o gelo continua sólido. b) 1 g de H2O a 0ºC estará necessariamente na fase sólida. c) fornecendo 80 cal a 1 g de gelo a 0ºC, sua temperatura aumenta de 1ºC. d) são necessárias 80 cal para derreter totalmente 1 g de gelo a 0ºC. e) 1 g de gelo a 0ºC possui 80 cal. 24 - (UNIFOR CE/2001) Um recipiente metálico de capacidade térmica desprezível contém 1,000 L de água. Colocado sobre o bico de gás de um fogão, a temperatura do conjunto sobe 36°C em 20 minutos. Nesse mesmo bico de gás, a temperatura de uma marmita contendo uma refeição aumenta 30°C em 10 minutos. Supondo constante a taxa de transferência de calor desse bico de gás, a capacidade térmica dessa marmita, em cal/°C, é igual a: Dados: Densidade da água = 1,0 g/cm3 Calor específico da água = 1,0 cal/g C° a) 150 b) 360 c) 600 d) 1 200 e) 3 600 25 - (UNIFOR CE/2001) O calor transferido entre dois corpos pode ser medido na mesma unidade usada para medir: a) temperatura Celsius. b) temperatura absoluta. c) trabalho. d) ponto de fusão. e) potência. 26 - (UNIFOR CE/2001) Dois corpos A e B, ambos à temperatura ambiente, são colocados simultaneamente no interior de um forno quente. Eles são retirados no mesmo instante, pouco tempo depois. Verificou-se que apresentavam a mesma temperatura. A respeito dos corpos A e B, diante da observação, é correto afirmar que eles: a) eram feitos do mesmo material. b) possuíam a mesma massa. c) saíram do forno em equilíbrio térmico entre si. d) possuíam a mesma condutividade térmica. e) possuíam a mesma densidade. 27 - (UNIFOR CE/2001) A energia que se deve fornecer a 20 g de gelo, inicialmente a -10°C para que ele se transforme completamente em líquido a 0°C, em calorias, é: Dados:Calor específico do gelo = 0,5 cal/goC Calor latente de fusão = 80 cal/g a) 1,0 . 102 b) 9,0 . 102 c) 1,4 . 103 d) 1,6 . 103 e) 1,7 . 103 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 28 - (UFMS/2001) Um radiômetro instalado em um coletor solar plano de dimensões 3mx2m registra uma intensidade de 1000W/m2. O coletor recebe água à razão de 1litro por minuto. As temperaturas de entrada e saída da água no coletor, são, respectivamente, 20oC e 35oC. Considerando a densidade e o calor específico (constantes) da água, respectivamente, 1,0g/cm3 e 1,0cal/goC e que ainda 1cal=4,19J, pode-se afirmar: 01. a temperatura da água variou 15 kelvin. 02. o coletor recebeu uma potência de 1000W. 04. a potência útil do coletor foi de 350W. 08. a potência total recebida pelo coletor foi de 6000W. 16. o coletor apresentou um rendimento de 17,5%. 29 - (UFMS/2001) Uma barra de ferro com 800 g de massa, 0,5 m de comprimento, submetida a uma temperatura 130oC é colocada num reservatório isotérmico isolado que contém 400 g de água a 10oC. Sendo o calor específico da água (1,0 cal/g oC), o calor específico do ferro (0,1 cal/g oC), o coeficiente de dilatação linear do ferro (12 x 10-6 oC-1), é correto afirmar que 01. quando o sistema atingir a temperatura de equilíbrio, o comprimento da barra de ferro aumentará em 0,6 mm. 02. quando a água entra em contato com a barra de ferro, ela recebe 8kcal da barra de ferro, quando atinge o equilíbrio térmico. 04. a temperatura de equilíbrio do sistema barra de ferro/água será 30 oC. 08. o comprimento da barra de ferro permanecerá inalterado. 16. quando o sistema atingir a temperatura de equilíbrio, o comprimento da barra de ferro terá diminuído 0,6 mm. 32. a capacidade térmica da barra de ferro é 80 cal/ oC. 30 - (UFMTM MG/2001) Como a maioria das substâncias, a água pode existir como sólido, líquido, gás e até atingir o estado de plasma. Sobre os estados físicos da água, julgue as afirmativas. 00. Aquecido, o gelo pode se transformar em água líquida. Essa mudança ocorre a uma determinada temperatura, normalmente 0oC. Sob pressão normal, a água se mantém líquida até 100 oC. 01. O calor necessário para transformar gelo em água líquida, ou esta em gás, é chamado Calor Latente. 02. No interior das panelas de pressão de uso doméstico, o alimento é cozido rapidamente porque a alta pressão permite que a temperatura da água se mantenha acima do seu ponto de ebulição normal. 03. Quanto maior for a pressão que atua sobre um sólido, mais baixo será o seu ponto de fusão, e a água não constitui uma exceção. 04. A água, quando não suficientemente quente para ferver sob pressão normal, pode entrar em ebulição ao ser reduzida a pressão ambiente. 05. Quando se aquece um sólido suficientemente, ele vira líquido; quando se esquenta suficientemente esse líquido, ele vira gás; quando o gás é aquecido suficientemente, vira plasma. Em cada uma dessas passagens, a matéria em Questão ganha energia, de modo que o quarto estado é o mais energizado de todos. 31 - (UFSCar SP/2000) Maxwell, notável físico escocês da segunda metade do século XIX, inconformado com a possibilidade da morte térmica do Universo, conseqüência inevitável da Segunda Lei da Termodinâmica, criou o "demônio de Maxwell", um ser hipotético capaz de violar essa lei. Essa fictícia criatura poderia selecionar as moléculas de um gás que transitassem entre dois compartimentos controlando a abertura que os divide, como ilustra a figura. Por causa dessa manipulação diabólica, as moléculas mais velozes passariam para um compartimento, enquanto as mais lentas passariam para o outro. Se isso fosse possível, a) esse sistema nunca entraria em equilíbrio térmico. b) esse sistema estaria em equilíbrio térmico permanente. c) o princípio da conservação da energia seria violado. d) não haveria troca de calor entre os dois compartimentos. e) haveria troca de calor, mas não haveria troca de energia. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 32 - (UERJ/1993) Dois corpos A e B, de massas iguais, são aquecidos simultaneamente. O gráfico abaixo representa o comportamento térmico desses corpos durante o processo de aquecimento e caracteriza duas retas paralelas: Q(cal) 400 200 0 0 20 40 ( C) B A As relações corretas entre as capacidades térmicas CA e CB desses corpos e os calores específicos cA e cB das substâncias que os constituem são: a) CA = CB e cA = cB b) CA = 2CB e cA = 2cB c) CB = 2CA e cB = 2cA d) CB = 2CA e cB = cA e) CA = CB e cB = 2cA 33 - (UERJ/1993) Um confeiteiro, preparando um certo tipo de massa, precisa de água a 40ºC para obter melhor fermentação. Seu ajudante pegou água da torneira a 25ºC e colocou-a para aquecer num recipiente graduado de capacidade térmica desprezível. Quando percebeu, a água fervia e atingia o nível 8 do recipiente Para obter a água na temperatura de que precisa, deve acrescentar, no recipiente, água da torneira até o seguinte nível: a) 18 b) 25 c) 32 d) 40 e) 56 34 - (UFF RJ/2000) No quadro estão caracterizados três blocos – I, II e III – segundo a substância que os constitui, a massa (m) e o calor específico (c). Bloco Substância m(g) c (cal/g C) I vidro 500 0,19 II chumbo 400 0,031 III porcelana 200 0,26 o Os blocos foram aquecidos, simultaneamente, durante um certo intervalo de tempo, por uma fonte térmica de potência constante, não tendo ocorrido mudança de estado físico. Indica-se por TI, TII e TIII a variação da temperatura dos blocos I, II e III, respectivamente, ao término do aquecimento. Assim sendo, pode-se afirmar que: a) TII > TIII > TI b) TI > TII > TIII c) TII > TI > TIII d) TIII > TI > TII e) TIII > TII > TI 35 - (UFF RJ/1999) Um recipiente adiabático está dividido em dois compartimentos, por meio de uma placa de material isolante térmico, conforme ilustra a figura. Inicialmente, à esquerda, tem-se a massa m1 de gelo a –10 ºC e à direita, a massa m2 de água a 50 ºC. A placa é então retirada. Após ser atingido o equilíbrio térmico, verifica-se que, no interior do recipiente, restam apenas 5,4 x 103 g de água a 0 ºC. Dados: cágua (calor específico da água) = 1,0 cal/g ºC cgelo (calor específico do gelo) = 0,50 cal/g ºC Lgelo (calor latente de fusão do gelo) = 80 cal/g Determine: a) o valor de m1 em gramas; b) o valor de m2 em gramas; c) a energia absorvida pelo gelo. 36 - (UFF RJ/1998) Uma pessoa utiliza um forno de microondas de 1000 W para aquecer 1,0 kg de água, inicialmente a 25oC. Considere que a capacidade térmica do recipiente onde a água foi colocada é desprezível e que toda a energia das microondas seja absorvida apenas pela água. Dados: calor específico da água = 4,2 x 103 J/kg oC; calor latente de vaporização da água = 2,3 x 106 J/kg a) Calcule o tempo necessário para a água começar a ferver, sabendo que dentro do forno a pressão atmosférica é normal. b) Calcule a quantidade de água que será vaporizada se a pessoa, inadvertidamente, programar o tempo de funcionamento do forno para 30 minutos. c) Esboce o gráfico da temperatura da água (T) em função do tempo (t) para a situação descrita no item b. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 37 - (UFF RJ/1995) Com a finalidade de destilar 1,20 litros de água, um laboratorista coloca este volume de água no interior de um recipiente de paredes adiabáticase de capacidade térmica igual a 150 cal/°C. A temperatura inicial do sistema ( recipiente+água ) é de 20°C. Para aquecer a água, é mantido imerso na mesma um resistor de 21,0 que pode ser submetido a uma tensão de 210V. Lembrando que o calor latente de vaporização da água a 100°C vale 540 cal/g, e que 1 Joule=0,24 cal, e desprezando eventuais perdas de calor, determine: a) a corrente elétrica que percorre o resistor quando ligado; b) a potência dissipada pelo resistor quando em funcionamento; c) a energia total necessária para aquecer o sistema de 20°C a 100°C e vaporizar toda a água no interior do recipiente; d) o tempo gasto no processo descrito no item anterior. 38 - (UFF RJ/1994) Uma amostra metálica é submetida a um tratamento térmico, à pressão constante, no qual a variação da temperatura com o tempo pode ser aproximadamente representada pelo gráfico x t: Durante todo o processo as perdas de calor da amostra são desprezíveis e a taxa de aquecimento mantém-se constante. Dados da amostra:massa = 30g; calor específico = 0,20 cal/g°C ( valor médio sob pressão constante e temperatura entre 0°C e 600°C ); calor latente de fusão = 90 cal/g Determine: a) a potência, em cal/min, fornecida pelo sistema de aquecimento à amostra; b) a fração da amostra que fundiu até o instante t = 30 min; c) o instante t, a partir do qual, mantidas as condições da experiência, a temperatura da amostra voltará a subir. 39 - (UFF RJ/1993) Dispondo de dois calorímetros de capacidades térmicas desprezíveis, um estudante, que se propõe a realizar uma experiência, coloca 200g de água a 27,0°C em cada um dos calorímetros. Adiciona ao primeiro calorímetro 10,0g de gelo a zero grau Celsius, e ao segundo, 10,0g de água a zero grau Celsius. Depois de algum tempo, mede a temperatura de equilíbrio de cada calorímetro. Calcule os valores medidos. Dados:Calor latente de fusão do gelo = 80,0 cal/g Calor específico do gelo = 0,500 cal/g°C Calor específico da água = 1,00 cal/g°C 40 - (UNIFICADO RJ/2001) Um copo cilíndrico, cuja base é um círculo de raio 3,5 cm e cuja altura é de 12 cm, contém água, à temperatura de 25ºC, até a altura de 8,0cm. O volume da água contida no copo é, portanto, igual a 3,1 . 102 cm3. Os calores específicos do gelo e da água são, respectivamente, 0,5 cal/g.ºC e 1,0 cal/g.ºC, e o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g. Coloca-se no copo uma pedra de gelo de massa igual a 40g, à temperatura de –5ºC. Supondo-se desprezíveis as trocas de calor com o copo, quando o gelo se houver fundido por completo, o nível da água subirá aproximadamente: a) 1,0 cm b) 1,5 cm c) 2,0 cm d) 2,5 cm e) 3,0 cm 41 - (UNIFICADO RJ/2001) Um copo cilíndrico, cuja base é um círculo de raio 3,5 cm e cuja altura é de 12 cm, contém água, à temperatura de 25ºC, até a altura de 8,0cm. O volume da água contida no copo é, portanto, igual a 3,1 . 102 cm3. Os calores específicos do gelo e da água são, respectivamente, 0,5 cal/g.ºC e 1,0 cal/g.ºC, e o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g. Inclinando-se suavemente o copo, após o gelo se haver fundido por completo, começará a ocorrer um derramamento de água quando o plano da base do copo formar com o plano horizontal um ângulo tal que: a) < 15º b) 15º < < 30º c) 30º < < 45º d) 45º < < 60º e) > 60º Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 42 - (UFF RJ/1998) Em um recipiente, termicamente isolado e de capacidade térmica desprezível, são colocados 50g de gelo a 0oC e um bloco de 50g de alumínio a 120oC. Sabe-se que os calores específicos do alumínio, do gelo e da água valem, respectivamente, 0,2 cal/goC, 0,5 cal/goC e 1 cal/goC e que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g. Uma vez atingido o equilíbrio térmico, é correto afirmar que: a) parte do gelo derreteu e a temperatura é 0oC; b) parte do gelo derreteu e a temperatura é 20oC; c) parte do gelo derreteu e a temperatura é 50oC; d) todo o gelo derreteu e a temperatura é 0oC; e) todo o gelo derreteu e a temperatura é 20oC. 43 - (UFF RJ/1997) Marque a opção que apresenta a afirmativa falsa: a) Uma substância não existe na fase líquida quando submetida a pressões abaixo daquela de seu ponto triplo. b) A sublimação de uma substância é possível se esta estiver submetida a pressões mais baixas que a de seu ponto triplo. c) Uma substância só pode existir na fase líquida se a temperatura a que estiver submetida for mais elevada que sua temperatura crítica. d) Uma substância não sofre condensação a temperaturas mais elevadas que sua temperatura crítica. e) Na Lua, um bloco de gelo pode passar diretamente para a fase gasosa. 44 - (UFF RJ/1997) Uma tigela de alumínio com 180 g de massa contém 90 g de água a 0°C em equilíbrio térmico. Fornecendo-se calor igual a 18 kcal ao sistema, eleva- se a temperatura deste a, iniciando-se a ebulição. Dados: Calor específico da água = 1 cal/gº C Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g Calor específico do alumínio = 0,2 cal/gº C Nestas circunstâncias, a massa de água que se vaporiza é: a) 20 g b) 5 g c) 15 g d) 10 g e) 25 g 45 - (UFF RJ/1996) O gráfico - temperatura () X quantidade de calor total cedido (Q) - mostra o resfriamento de uma substância de 5,0 g de massa inicialmente no estado líquido. ( C) 0 o 220 120 150 350 Q(cal) O calor específico no estado líquido e o calor latente de fusão dessa substância valem, respectivamente: a) 3,0 cal / g ºC e 4,0 cal / g b) 0,30 cal / g ºC e 4,0 cal / g c) 0,30 cal / g ºC e 40 cal / g d) 40 cal / g ºC e 0,30 cal / g e) 4,0 cal / g ºC e 3,0 cal / g 46 - (FMTM MG/2003) Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém 200 g de água a 20ºC. Colocam-se 200 g de gelo a 0ºC no calorímetro. Sem considerar perdas térmicas, ao se atingir o equilíbrio térmico terá sobrado no calorímetro uma massa de gelo igual a Dados: calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g e calor específico da água líquida: 1 cal/(gºC) a) 50 g . b) 80 g . c) 100 g . d) 120 g . e) 150 g . 47 - (FGV/2006) Procurando um parâmetro para assimilar o significado da informação impressa na embalagem de um pão de forma – valor energético de duas fatias (50 g) = 100 kcal –, um rapaz calcula o tempo que uma lâmpada de 60 W permaneceria acesa utilizando essa energia, concluindo que esse tempo seria, aproximadamente, Dado: 1 cal = 4,2 J a) 100 minutos. b) 110 minutos. c) 120 minutos. d) 140 minutos. e) 180 minutos. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 48 - (UFF RJ/1995) Em um calorímetro de paredes adiabáticas e de capacidade térmica desprezível, contendo inicialmente 180g de água a 25ºC, é colocada uma amostra de l00g de Al à temperatura inicial de 75 ºC. Sendo o calor especifico do alumínio igual a 0,20 cal/g ºC pode-se afirmar que, uma vez atingido o equilíbrio térmico, a temperatura final do sistema é: a) 30 ºC b) 40 ºC c) 50 ºC d) 60 ºC e) 70 ºC 49 - (UFF RJ/1994) Ao usar um ferro de passar roupa, uma pessoa, em geral, umedece a ponta do dedo em água antes de encostá-lo rapidamente na base aquecida do ferro, para testar se ela já está suficientemente quente. Ela procede desta maneira, com a certeza de que não queimará a ponta de seu dedo. Isto acontece porque, em relação aos demais líquidos, a água tem: a) um baixo calor específico. b) um comportamento anômalo na sua dila- tação. c) uma densidade que varia muito ao se evaporar. d) uma elevada temperatura de ebulição. e) um elevado calor latente de vaporização. 50 - (FGV/2006) Os trajes de neopreme,um tecido emborrachado e isolante térmico, são utilizados por mergulhadores para que certa quantidade de água seja mantida próxima ao corpo, aprisionada nos espaços vazios no momento em que o mergulhador entra na água. Essa porção de água em contato com o corpo é por ele aquecida, mantendo assim uma temperatura constante e agradável ao mergulhador. Suponha que, ao entrar na água, um traje retenha 2,5 L de água inicialmente a 21ºC. A energia envolvida no processo de aquecimento dessa água até 35ºC é: Dados: densidade da água = 1 kg/L calor específico da água = 1 cal/(gºC) a) 25,5 kcal. b) 35,0 kcal. c) 40,0 kcal. d) 50,5 kcal. e) 70,0 kcal. 51 - (UFF RJ/1993) Ao se aquecer 100 g de uma determinada substância, inicialmente sólida, verifica-se que ela começa e se fundir quando sua temperatura atinge 240º C. Durante o processo de fusão a substância absorve 600 cal. Considere as seguintes afirmações: I. a temperatura da substância, ao findar o processo de fusão, é maior que 240º C. II. o calor latente de fusão da substância vale 6,00 cal/g. III. o calor latente de fusão da substância vale 2,50 cal/º C. Assinale a opção certa. a) Apenas a afirmativa I está correta. b) Apenas a afirmativa II está correta. c) Apenas a afirmativa III está correta. d) As afirmativas I e II estão corretas. e) As afirmativas I e III estão corretas. 52 - (UFF RJ/1993) Um carro, de massa 2,0 x 103kg, se desloca a 20 m/s, quando é freado até parar. O sistema de freios do carro, feito de ferro (calor especifico do ferro = 4,6 x 10² J/kgºC), tem massa 30 kg. Supondo-se que, du- rante a freada, as rodas do carro rolem sem deslizar sobre o solo, e toda a energia mecânica seja absorvida pelo sistema de freios, a variação de tem- peratura do sistema de freios será de: a) 1,4ºC b) 27ºC c) 29ºC d) 2,2 x 102 ºC e) 12 x 104 ºC 53 - (UFF RJ/1992) As variações com o tempo das temperaturas T1 e T2 de dois corpos de massas m1 = 300 g e m2 = 900 g, respectivamente, estão representadas no gráfico abaixo. 0,0 10,0 20,0 30,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 T TT( C ) o t(min) Considerando que os dois corpos trocam calor entre si, mas estão isolados termicamente do resto do universo, pode-se afirmar que a razão c1/c2 entre os calores específicos dos corpos de massas m1 e m2 vale: a) 1/2 b) 2/3 c) 1 d) 3/2 e) 2 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 54 - (FEEVALE RS/2001) Leia o texto abaixo: "Maria foi preparar o banho do nenê. Como na sua casa não havia água quente, Maria colocou 9 litros de água fria da torneira, a 20 oC, dentro de uma banheira. Então colocou água numa chaleira, esperou ferver a 100o C e despejou, dentro da banheira, 1 litro de água a 100oC. Após o sistema ter atingido o equilíbrio térmico, ela pode começar a dar banho no seu bebê." Considere que 1 litro de água equivale a 1000g de água. Sabe-se que o calor específico da água vale 1 cal/go C. Supondo desprezíveis a capacidade térmica da banheira e as perdas de calor para o ambiente, a temperatura em que estava a água da banheira que Maria usou para dar banho no bebê era de, aproximadamente, a) 23 oC b) 28 oC c) 33 oC d) 38 oC e) 43 oC 55 - (UnB DF/2000) Ciclones tropicais constituem-se de um conjunto muito grande de tempestades que, sob determinadas condições, organizam-se e adquirem um movimento de rotação em torno de uma região de baixa pressão atmosférica. Essas grandes tempestades girantes podem medir até 500 km de diâmetro. Furacões são os mais violentos desses ciclones e chegam a produzir ventos de até 320 km/h. A figura abaixo ilustra o funcionamento de um furacão. O ingrediente principal para o surgimento de um furacão é a existência de uma grande quantidade de água morna – acima de 26C – no oceano. Tempestades tropicais naturalmente convertem uma grande quantidade de calor latente armazenado no ar quente e úmido em energia cinética. Pode-se dizer que o motor de um furacão é movido a calor latente de condensação. O ar quente e extremamente úmido sobe, espiralando-se em torno do centro do furacão, e desce distante dele, produzindo chuvas torrenciais no caminho do ciclone. O centro, ou olho, de um furacão é uma região calma, com cerca de 30 km de diâmetro, freqüentemente de céu azul, por onde desce ar limpo da alta troposfera. O olho é cercado por uma parede formada pelos ventos mais violentos da tempestade. Na tabela que se segue à figura, são apresentados alguns dados relativos à classificação dos furacões. classificação velocidade dosventos (km/h) pressão no centro (mbar) tempestade tropical 62 a 117 ------ furacão de categoria 1 118 a 152 maior que 980 furacão de categoria 2 153 a 176 965 a 979 furacão de categoria 3 177 a 208 945 a 964 furacão de categoria 4 209 a 248 920 a 944 furacão de categoria 5 maior que 249 menor que 920 Além das informações do texto I, sabe-se que a energia associada a um furacão típico é, em média, equivalente ao consumo anual de energia elétrica nos Estados Unidos da América, ou seja, 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 preenchido pela água condensada em um furacão típico, supondo que esse lago é capaz de armazenar 1012 kg de água. Despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista. 56 - (CESJF MG/2001) No Rio de Janeiro a água ferve a 100º C e em Juiz de Fora , a 98º C , porque: a) geralmente a temperatura no Rio de Janeiro é superior à de Juiz de Fora . b) a água no Rio de Janeiro é pura e a de Juiz de Fora , sendo constituída de outras substâncias , tem a temperatura de ebulição menor. c) a pressão atmosférica no Rio de Janeiro é maior que a de Juiz de Fora e aumentando a pressão aumenta o ponto de ebulição. d) a pressão atmosférica no Rio de Janeiro é maior que a de Juiz de Fora e aumentando a pressão diminui o ponto de ebulição. e) nenhuma das respostas anteriores satisfaz 57 - (UEPG PR/2002) Considerando que, em um dia claro, determinado espelho parabólico concentra todos os raios solares em um bloco de 0,5 kg de chumbo inicialmente a 30 OC, em quantos segundos esse bloco alcançará o ponto de fusão a 330 OC, sabendo-se que ele absorve a energia incidente a uma taxa de 500 W? Dado: calor específico do chumbo = 130 J/kg OC Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 58 - (UEPG PR/2000) Assinale o que for correto. 01. A capacidade térmica de um corpo é definida como a razão da quantidade de calor a ele fornecida pela sua respectiva variação de temperatura, a qual independe, portanto, de sua massa. 02. Se convertido em calor, o trabalho realizado para levantar 1 kg a 1 m de altura daria para aumentar a temperatura de um litro de água em 2,4C. 04. Corpos que absorvem bem o calor são maus emissores de calor. 08. O calor é uma forma de energia. 16. O vapor, quando se condensa, libera calor. 59 - (UNESP/2002) Num determinado processo físico, a quantidade de calor Q transferida por convecção é dada por Q = h . A . T . t , onde h é uma constante, Q é expresso em joules (J), A em metros quadrados (m2), T em kelvins e t em segundos que são unidades do Sistema Internacional (SI). a) Expresse a unidade da grandeza h em termos de unidades do SI que aparecem no enunciado. b) Expresse a unidade de h usando apenas as unidades kg, s e K, quepertencem ao conjunto das unidades de base do SI. 60 - (UNESP/2002) Uma garrafa térmica contém inicialmente 450 g de água a 30oC e 100 g de gelo na temperatura de fusão, a 0oC. Considere o calor específico da água igual a 4,0 J/(goC) e o calor latente de fusão do gelo igual a 320 J/g. a) Qual será a quantidade de calor QF necessária para fundir o gelo dentro da garrafa? b) Supondo ideal o isolamento térmico da garrafa e desprezando a capacidade térmica de suas paredes internas, qual será a temperatura final da água contida no seu interior, quando o equilíbrio térmico for atingido? 61 - (MACK SP/2002) Em uma experiência, tomamos um corpo sólido a 0oC e o aquecemos por meio de uma fonte térmica de potência constante. O gráfico a seguir mostra a temperatura desse corpo em função do tempo de aquecimento. A substância que constitui o corpo tem, no estado sólido, calor específico igual a 0,6 cal/(g.oC). O calor latente de fusão da substância desse corpo é: a) 40 cal/g b) 50 cal/g c) 60 cal/g d) 70 cal/g e) 80 cal/g 62 - (FMTM MG/2004) Duas peças metálicas de mesma massa, uma de alumínio (cAl = 0,22 cal/g.ºC) e outra de ferro (cFe = 0,11 cal/g.ºC), recebem iguais quantidades de calor Q e não há trocas de calor com o meio externo. A relação entre as variações da temperatura do alumínio e do ferro Al/Fe será igual a: a) 0,5. b) 1,0. c) 2,0. d) 3,0. e) 4,0. 63 - (FATEC SP/2000) 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. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 64 - (MACK SP/2002) Por um aquecedor a gás passam 15 litros de água por minuto. Para que a temperatura da água se eleve de 25oC, a potência calorífica útil do aquecedor deve ser: Dados: Calor específico da água =1 cal/g.ºC Massa específica da água =1 kg/litro a) 12 500 kcal/h b) 18 750 kcal/h c) 22 500 kcal/h d) 27 250 kcal/h e) 32 500 kcal/h 65 - (UFSC/1998) Assinale a(s) proposição(ões) VERDADEIRA(S). 01. Um balde de isopor mantém a cerveja gelada porque impede a saída do frio. 02. A temperatura de uma escova de dentes é maior que a temperatura da água da pia; mergulhando-se a escova na água, ocorrerá uma transferência de calor da escova para a água. 04. Se tivermos a sensação de frio ao tocar um objeto com a mão, isto significa que esse objeto está a uma temperatura inferior à nossa. 08. Um copo de refrigerante gelado, pousado sobre uma mesa, num típico dia de verão, recebe calor do meio ambiente até ser atingido o equilíbrio térmico. 16. O agasalho, que usamos em dias frios para nos mantermos aquecidos, é um bom condutor de calor. 32. Os esquimós, para se proteger do frio intenso, constroem abrigos de gelo porque o gelo é um isolante térmico. 66 - (MACK SP/2000) Uma fonte térmica fornece calor, à razão constante, a 200 g de uma substância A (calor específico = 0,3 cal/go.C ) e em 3 minutos eleva sua temperatura em 5o C. Essa mesma fonte, ao fornecer calor a um corpo B, eleva sua temperatura em10oC , após 15 minutos. A capacidade térmica do corpo B é: a) 150 cal /oC c) 100 cal /oC e) 50 cal /oC b) 130 cal /oC d) 80 cal /oC 67 - (MACK SP/2000) Um corpo de 250 g ao receber 6 000 cal aumenta sua temperatura de 40oC , sem mudar seu estado de agregação. O calor específico do material desse corpo é: a) 1,2 cal/go C b) 0,8 cal/go C c) 0,6 cal/go C d) 0,4 cal/go C e) 0,2 cal/go C 68 - (UNIRIO RJ/1995) Para a refrigeração do motor de um automóvel, tanto se pode usar o ar como a água. A razão entre a massa de ar e a massa de água para proporcionar a mesma refrigeração no motor do automóvel deverá ser igual a: Dados: car = 0,25 cal/g°C e cágua = 1,0 cal/g°C a) 0,25 b) 1,0 c) 1,2 d) 2,5 e) 4,0 69 - (UNIRIO RJ/1994) Vários estudos têm concluído que, em virtude do efeito estufa, do comprometimento da camada de ozônio e de outros fatores, há grande possibilidade de fusão das camadas de gelo das calotas polares e, em conseqüência, o nível das águas dos oceanos se elevará. Supondo-se que houvesse a fusão da massa total de gelo das calotas polares (m = 4,0 x 108ton, a uma temperatura média de –10ºC), a quantidade de calor necessária para que aquela massa total se liquefizesse seria igual a: Dados: Cgelo = 0,5 cal/gºC e L = 80 cal/g a) 32 x 109cal b) 34 x 109cal c) 2 x 1011cal d) 32 x 1015cal e) 34 x 1015cal 70 - (UNIRIO RJ/1997) Em um recipiente termicamente isolado são misturados 100 g de água a 8°C com 200 g de água a 20°C. A temperatura final de equilíbrio será igual a: a) 10°C b) 14°C c) 15°C d) 16°C e) 20°C Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 71 - (UNIFOR CE/2002) Dispõe-se de um bloco de vidro de massa 250 gramas. Fornecendo-lhe 1 000 joules de calor a sua temperatura aumenta de 18°C para 22°C. Em unidades do Sistema Internacional, o calor específico do vidro e a capacidade térmica do bloco valem, respectivamente, a) 1,0 . 103 e 2,5 . 103 b) 1,0 . 103 e 2,5 . 102 c) 1,0 e 2,5 . 10–1 d) 1,0 e 2,5 . 102 e) 1,0 . 10–3 e 2,5 . 103 72 - (UNIFOR CE/2002) Um recipiente de capacidade térmica 50 cal/°C contém 400 g de água a 20°C. Nele são injetados 50 g de vapor de água a 120°C. Admitindo que não há perda de calor para o ambiente, a temperatura final de equilíbrio térmico, em °C, vale Dados: Calor específico da água: 1,0 cal/g°C Calor específico do vapor de água: 0,50 cal/g°C Calor latente de vaporização de água: 540 cal/g a) 100 b) 91 c) 83 d) 68 e) 48 73 - (UNIFOR CE/1998) Em um recipiente, de capacidade térmica desprezível e paredes adiabáticas, são colocados 200 g de água a 80°C e 20 g de gelo a –10°C, ao nível do mar. A temperatura de equilíbrio térmico, em °C, será Dados: calor específico da água 1,0 cal/g°C ; calor específico do gelo 0,50 cal/g°C; calor latente de fusão do gelo 80 cal/g a) zero b) 10 c) 20 d) 40 e) 65 74 - (UNIFOR CE/1998) Dois corpos A e B, de massas mA 200 g e mB 250 g respectivamente, possuem a mesma capacidade térmica. Nessas condições, é correto afirmar que a) os calores específicos das substâncias que constituem os corpos A e B podem ser 0,20 cal/gC e 0,25 cal/gC, respectivamente. b) os dois corpos são constituídos de uma mesma substância. c) se os dois corpos receberem a mesma quantidade de calor, o corpo A sofre maior variação de temperatura que o corpo B. d) se os dois corpos receberem e mesma quantidade de calor, o corpo B sofre maior variação de temperatura que o corpo A. e) os calores específicos das substâncias que constituem os corpos A e B podem ser 0,50 cal/gC e 0,40 cal/gC, respectivamente. 75 - (UNIFICADO RJ/1997) Em um calorímetro ideal mistura-se uma certa massa de vapor d´água a 100oC com uma outra massa de gelo a 0oC, sobpressão que é mantida normal. Após alguns minutos, estabelece-se o equilíbrio térmico. Dentre as opções abaixo, assinale a única que apresenta uma situação impossível par o equilíbrio térmico. a) gelo e água a 0oC. b) apenas água a 0oC c) apenas água a 50oC d) apenas água a 100oC e) apenas vapor d´água a 100oC. 76 - (ITA SP/2007) Sobre um corpo de 2,5 kg de massa atuam, em sentidos opostos de uma mesma direção, duas forças de intensidades 150,40 N e 50,40 N, respectivamente. A opção que oferece o módulo da aceleração resultante com o número correto de algarismos significativos é a) 40,00 m/s2 b) 40 m/s2 c) 0,4x102 m/s2 d) 40,0 m/s2 e) 40,000 m/s2 77 - (UNIFICADO RJ/1996) Em um calorímetro ideal, colocam-se 100g de gelo a 0°C com 1000g de água líquida a 0°C. Em seguida, são formuladas três hipóteses sobre o que poderá ocorrer com o sistema água + gelo no interior do calorímetro: I. Parte do gelo derreterá, diminuindo a massa do bloco de gelo. II. Parte da água congelará, diminuindo a massa de água líquida. III. As massas de gelo e de água líquida permanecerão inalteradas. Assinalando V para hipótese verdadeira e F para hipótese falsa, a seqüência correta será: a) F , F , F b) F , F , V c) F , V , F d) V, F , F e) V , V , F Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 78 - (UNIFICADO RJ/1994) Um calorímetro ideal dois compartimentos A e B, separados por uma parede de capacidade térmica desprezível e de grande condutibilidade térmica. Uma certa massa de água a 50ºC é colocada em A, enquanto que uma certa massa de gelo a 0ºC é colocada em B. O equilíbrio térmico é atingido a temperatura a 20ºC. Então, no exato momento em que o gelo acabou de derreter, transformando-se em água a 0ºC, a temperatura da água no compartimento A era de: A B a) 20ºC b) 26ºC c) 30ºC d) 35ºC e) 42ºC 79 - (UNIFENAS MG/2001) Três litros de água a 400C e cinco litros de água a 800C são misturados em um recipiente térmicamente isolado. Após um certo tempo, a temperatura dos oito litros de água resultantes é: a) 40 0C. b) 60 0C. c) 65 0C. d) 80 0C. e) 120 0C. 80 - (FUVEST SP/2002) Em um processo industrial, duas esferas de cobre maciças, A e B, com raios RA = 16 cm e RB = 8 cm, inicialmente à temperatura de 20ºC, permaneceram em um forno muito quente durante períodos diferentes. Constatou-se que a esfera A, ao ser retirada, havia atingido a temperatura de 100ºC . Tendo ambas recebido a mesma quantidade de calor, a esfera B, ao ser retirada do forno, tinha temperatura aproximada de a) 30ºC b) 60ºC c) 100ºC d) 180ºC e) 660ºC 81 - (FUVEST SP/2006) Pedro mantém uma dieta de 3 000 kcal diárias e toda essa energia é consumida por seu organismo a cada dia. Assim, ao final de um mês (30 dias), seu organismo pode ser considerado como equivalente a um aparelho elétrico que, nesse mês, tenha consumido 1 kWh é a energia consumida em 1 hora por um equipamento que desenvolve uma J 4 cal 1 kW 1 de potência a) 50 kW · h b) 80 kW · h c) 100 kW · h d) 175 kW · h e) 225 kW · h 82 - (UNIRIO RJ/2000) Um operário precisa encravar um grande prego de ferro num pedaço de madeira. Percebe, então, que, depois de algumas marteladas, a temperatura do prego aumenta, pois, durante os golpes, parte da energia cinética do martelo é transferida para o prego sob a forma de calor. A massa do prego é de 40g, e a do martelo, de 1,0kg. Sabe-se que o calor específico do ferro é de 0,11cal/goC. Admita que a velocidade com que o martelo golpeia o prego é sempre de 4,0m/s e que, durante os golpes, apenas 1/4 da energia cinética do martelo é transferida ao prego sob forma de calor. Admita também que 1cal �4 J. Desprezando-se as trocas de calor entre a madeira e o prego e entre este e o ambiente, é correto afirmar que o número de marteladas dadas para que a temperatura do prego aumente em 5°C é de: a) 176 b) 88 c) 66 d) 44 e) 22 83 - (UEM PR/1999) Um corpo quente é colocado em contato com outro corpo frio e, até atingirem o equilíbrio térmico, suas temperaturas variam igualmente. Para que esta mudança ocorra, é necessário que: 01. haja a transferência de temperatura de um corpo para outro. 02. haja a transferência de calor de um corpo para outro. 04. as massas dos corpos sejam iguais. 08. os calores específicos dos corpos sejam iguais. 16. as capacidades térmicas dos corpos sejam iguais. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 84 - (UEM PR/2001) Dois corpos de materiais diferentes A e B com mesma massa (mA = mB = m) são colocados em recipientes idênticos, de modo que a mesma quantidade de calor por unidade de tempo (PA = PB = P) é fornecida a ambos. A temperatura (T) em função do tempo (t) para esses corpos é representada na figura a seguir. Considerando esse resultado, assinale o que for correto. 01. Para T < TC, o calor específico de A é maior que o de B. 02. Para T > TC, o calor específico de A é menor que o de B. 04. Em T = TC, o corpo B sofre uma transição de fase, cujo calor latente é P(t3 – t1) / m. 08. O calor específico de B é maior para T < TC que para T > TC. 16. O calor específico de A é cA = 0F 4 TTm Pt . 32. Se o processo é realizado a volume constante, então a variação da energia interna de A entre 0 e t4 é )T(TmcU of 85 - (ITA SP/2007) Numa cozinha industrial, a água de um caldeirão é aquecida de 10ºC a 20ºC, sendo misturada, em seguida, à água a 80ºC de um segundo caldeirão, resultando 10 de água a 32 ºC, após a mistura. Considere que haja troca de calor apenas entre as duas porções de água misturadas e que a densidade absoluta da água, de /kg1 , não varia com a temperatura, sendo, ainda, seu calor específico 11 Cº g cal 1,0c . A quantidade de calor recebida pela água do primeiro caldeirão ao ser aquecida até 20ºCé de a) 20 kcal. b) 50 kcal. c) 60 kcal. d) 80 kcal. e) 120 kcal. 86 - (PUC RS/1999) Uma piscina contém 20.000 litros de água. Sua variação de temperatura durante a noite é de - 5° C. Sabendo que o calor específico da água é de 1cal/g °C, a energia, em kcal, perdida pela água ao longo da noite, em módulo, é: a) 1.104 b) 1.105 c) 2.103 d) 9.103 e) 9.107 87 - (IME RJ/2006) Para ferver dois litros de água para o chimarrão, um gaúcho mantém uma panela de g 500 suspensa sobre a fogueira, presa em um galho de árvore por um fio de aço com m 2 de comprimento. Durante o processo de aquecimento são gerados pulsos de Hz 100 em uma das extremidades do fio. Este processo é interrompido com a observação de um regime estacionário de terceiro harmônico. Determine: a) o volume de água restante na panela; b) a quantidade de energia consumida neste processo. Dados: massa específica linear do aço = 103 kg/m; aceleração da gravidade (g) = 10 m/s2; massa específica da água = 1 kg/L; calor latente de vaporização da água = 2,26 MJ/kg. 88 - (ITA SP/2007) A água de um rio encontra-se a uma velocidade inicial V constante, quando despenca de uma altura de 80 m, convertendo toda a sua energia mecânica em calor. Este calor é integralmente absorvido pela água, resultando em um aumento de 1K de sua temperatura. Considerando 4J cal 1 , aceleração da gravidade 2m/s 10 g e calor específico da água 11 Cº g cal 1,0c , calcula-se que a velocidade inicial da água V é de a) 10 2 m/s. b) 20 m/s. c) 50 m/s. d) 10 32 m/s. e) 80 m/s. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 89 - (MACK SP/2007) Durante umtrabalho em laboratório, dois estudantes resolveram comparar seus resultados. O primeiro, A, aqueceu uma massa de gelo (água no estado sólido) a partir da temperatura de – 10 °C e “levou-a” ao estado líquido, até a temperatura de 20 °C. O segundo, B, resfriou uma massa de água, igual à do primeiro, a partir da temperatura 10 °C e “levou-a” ao estado sólido, até a temperatura de – 20 °C. A relação entre o valor absoluto da quantidade de calor recebida pela primeira massa d’água (QA) e o valor absoluto da quantidade de calor perdida pela segunda (QB) é: Dados: calor específico do gelo (água no estado sólido)................ C.ºg cal500,0Cg calor específico da água líquida.... C.ºg cal000,1Ca calor latente de fusão do gelo...... g cal0,80L f a) 05,0 Q Q B A b) 55,0 Q Q B A c) 95,0 Q Q B A d) 05,1 Q Q B A e) 5,1 Q Q B A 90 - (UNIFOR CE/1998) Um corpo de massa 250g é aquecido por uma fonte de potência constante e igual a 200cal/min. O gráfico abaixo representa a variação da temperatura do corpo em função do tempo de aquecimento. Nessas condições, o calor específico da substância que constitui o corpo, em cal/g°C, vale a) 0,10 b) 0,20 c) 0,50 d) 1,0 e) 2,0 91 - (UnB DF/1991) Transfere-se 9.000 cal para 100g de gelo, inicialmente a –10ºC. Calcule a temperatura final, em graus Celsius. Dados: calor específico do gelo: 0,5 cal/gºC; calor específico da água: 1 cal/gºC; calor latente de fusão do gelo: 80cal/g 92 - (ACAFE SC/2013) 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 93 - (MACK SP/2006) Em uma experiência realizada ao nível do mar, forneceram-se 18 360 cal a 150 g de água a 10 °C. A massa de vapor de água a 100 °C, obtida à pressão de 1 atm, foi de: Dados: calor específico da água líquida = 1 cal/(g °C); calor latente de vaporização da água = 540 cal/g. a) 9 g b) 12 g c) 15 g d) 18 g e) 21 g 94 - (UnB DF/1992) Julgue as afirmativas abaixo. 00. A temperatura absoluta de um gás é uma medida da energia cinética média de translação das moléculas do gás. 01. Pode-se adicionar calor a uma substância sem causar variação de sua temperatura. 02. Um gás ao se expandir adiabaticamente não realiza trabalho. 03. A capacidade térmica de um corpo é a quantidade de calor que o corpo pode armazenar numa determinada temperatura. 04. O coeficiente de dilatação volumétrica é igual a 3 vezes o coeficiente de dilatação linear. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 95 - (UnB DF/1992) Um bloco de gelo de 40g, a –10ºC, é colocado em um recipiente contendo 120g de água a 25ºC. Qual é a temperatura de equilíbrio do sistema (em ºC)? Calor específico do gelo = 0,5 cal/gºC Calor específico da água = 1 cal/gºC Calor latente de solidificação da água = 80 cal/gºC 96 - (UnB DF/1992) Julgue os itens abaixo. 00. Do ponto de vista da Física, medir a temperatura de um gás em equilíbrio e, alternativamente, estabelecer a energia cinética média de suas moléculas, são dois procedimentos que fornecem dados equivalentes, embora não- idênticos. 01. Duas moedas feitas de materiais diferentes, mas com o mesmo tamanho e formato, foram retiradas de um forno, depois de terem atingido a temperatura deste. Em seguida, cada uma delas foi submersa em recipientes separados, idênticos, contendo o mesmo volume de água em temperatura iguais, porém menores que a do forno. Verificou-se que a água nos dois recipientes se aqueceu, tendo atingido temperaturas diferentes. Pode-se concluir que os materiais das moedas têm calores específicos diferentes. 02. Com o bisturi a raio laser, transfere-se energia térmica para o tecido por convecção. 03. O tempo gasto para aumentar em 10ºC a temperatura de 0,5L de um líquido de calor específico 5000J/kgºC, e densidade 1100 kg/m3 será de 25s, se for usado um aquecedor ligado à rede elétrica de voltagem 220V, no qual passa uma corrente de 5 A. 04. Consideremos os trilhos de uma estrada de ferro. Supondo que as temperaturas máximas e mínima para a região são, respectivamente, tmáx – tmín, então o espaçamento entre os trilhos ao longo deles deve ser de, pelo menos, 2(tmáx – tmín), em que é o comprimento do trilho em tmín e é o seu coeficiente de dilatação linear, para que haja folga suficiente para a expansão dos trilhos. 05. As máquinas térmicas têm rendimento sempre inferior a 100% porque se observa que elas precisam, para funcionar, de uma fonte fria que lhes retire calor. 97 - (MACK SP/2006) No laboratório de física, um estudante observa que, fornecendo a mesma quantidade de calor a um corpo de 400 g de certa liga metálica e a uma massa de água líquida de 100 g, tanto o corpo metálico como a água sofrem igual variação de temperatura. Durante a experiência, não ocorre mudança do estado de agregação molecular das duas substâncias. Sendo 1 cal/(g.°C) o calor específico da água, o calor específico da liga metálica é: a) 0,20 cal/(g.°C) b) 0,25 cal/(g.°C) c) 0,30 cal/(g.°C) d) 0,35 cal/(g.°C) e) 0,40 cal/(g.°C) 98 - (UnB DF/1993) Um bloco está a uma temperatura de 90ºC. O bloco é, então, colocado dentro de um recipiente metálico que contém 70g de água a uma temperatura de 20ºC. A temperatura de equilíbrio térmico é de 32ºC. Encontre o calor específico do bloco, em unidades de cal/gºC. Multiplique sua resposta por 10. Dados: massa do bloco = 50g massa do recipiente = 50g Calor específico da água = 1cal/gºC Calor específico do recipiente = 0,1 cal/gºC. 99 - (MACK SP/2007) Duas esferas maciças e feitas de um mesmo material possuem massas respectivamente iguais a 400 g e 200 g. Após serem aquecidas numa mesma estufa e atingirem o equilíbrio térmico, a esfera de 400 g é colocada em 1 000 g de água, que se aquece de 14°C a 17°C, e a de 200 g é colocada em 350 g de água, que se aquece de 14°C a 18 °C. A temperatura da estufa era de Dado cágua = 1 cal/(g.ºC) e despreze as perdas de calor a) 38 °C b) 36 °C c) 34 °C d) 32 °C e) 30 °C 100 - (UFMG/2007) Numa aula de Física, o Professor Carlos Heitor apresenta a seus alunos esta experiência: dois blocos – um de alumínio e outro de ferro –, de mesma massa e, inicialmente, à temperatura ambiente, recebem a mesma quantidade de calor, em determinado processo de aquecimento. O calor específico do alumínio e o do ferro são, respectivamente, 0,90 J / (g ºC) e 0,46 J / (g ºC). Questionados quanto ao que ocorreria em seguida, dois dos alunos, Alexandre e Lorena, fazem, cada um deles, um comentário: • Alexandre: “Ao final desse processo de aquecimento, os blocos estarão à mesma temperatura.” • Lorena: “Após esse processo de aquecimento, ao se colocarem os dois blocos em contato, fluirá calor do bloco de ferro para o bloco de alumínio.” Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a) apenas o comentário de Alexandre está certo. b) apenas o comentário de Lorena está certo. c) ambos os comentários estão certos. d) nenhum dos dois comentários está certo. 101 - (UnB DF/1994) Julgue os itens seguintes. 00. Em uma garrafa térmica hermeticamentefechada e contendo água fervente, não há saída de calor por convecção. 01. Em um calorímetro contendo 40g de água a 50ºC, colocam-se 20g de gelo a 0ºC. Sabendo-se que o calor latente de fusão do gelo é 80cal/g e que cágua = 1,0cal/gºC e cgelo = 0,5cal/gºC, no equilíbrio térmico, haverá, no calorímetro, 60g de água a 8ºC. 02. Um freezer regulado para manter a temperatura em seu interior a –18ºC foi ligado quando a sua temperatura era de 27ºC e a sua pressão interna era de 1atm. Supondo ser o freezer um sistema hermeticamente fechado, após um tempo suficiente longo para que a sua temperatura se estabilizasse, a pressão medida em seu interior foi igual a 0,85atm. 102 - (UnB DF/1994) Em uma experiência são misturados em um recipiente 100g de água a 60ºC e 100g de água a 20ºC. Se se considera que não há perda de energia para o meio externo, a fonte quente (água a 60ºC) fornecerá Y calorias para a fonte fria (água a 20ºC). Entretanto, suponha que essa experiência não tenha sido realizada adequadamente e que a mistura perca para o meio externo, o equivalente a 30% de Y. Sabendo que cágua = 1,0 cal/gºC, determine a temperatura de equilíbrio da mistura nessas condições, dando como respostas seu valor em graus Celsius. 103 - (UERJ/1994) Para duas amostras de massas iguais, uma de água e outra de vidro, fornece-se mesma quantidade de calor. O calor específico da água é 1,0 cal/g.°C, o do vidro é 0,20 cal/g.°C. A temperatura da amostra da água se eleva em 20°C. Conseqüentemente, a temperatura da amostra de vidro se eleva em: a) 4°C b) 5°C c) 20°C d) 80°C e) 100°C 104 - (MACK SP/2006) Numa manhã fria do inverno paulistano, registrou-se, num ambiente, a temperatura de 10 °C. Uma garrafa térmica, inicialmente a esta temperatura, foi utilizada para acondicionar 180 g de café a 60 °C. Porém, após um certo tempo (até o equilíbrio térmico), verificou- se que o café, na garrafa, havia esfriado um pouco e estava a 55 °C. Esta mesma garrafa foi utilizada para acondicionar suco de frutas num dia de verão, em que a temperatura ambiente era 30 °C. Colocou-se então a massa de 180 g deste suco, inicialmente a 2 °C, na garrafa que estava à temperatura ambiente. Considerou-se que as trocas de calor se davam apenas entre os líquidos e a garrafa e que o calor específico do suco é igual ao do café. Depois de atingido o equilíbrio térmico, a temperatura do suco passou a ser: a) 0 °C b) 1,2 °C c) 3,0 °C d) 4,8 °C e) 6,0 °C 105 - (UERJ/1996) Uma massa de 0,50 kg de água é aquecida em um recipiente durante 21 s, e sua temperatura aumenta 20ºC. Sabendo que o calor específico da água é 4,2x10³ J.kg- 1.ºC-1, ao calcular a potência média de aquecimento fornecida à massa de água encontra-se o seguinte valor: a) 2,0x10² W b) 5,0x10² W c) 2,0x10³ W d) 5,0x10³ W 106 - (UESC BA/2001) A água está difundida na natureza nos estados líquido, sólido e gasoso sobre 73% do planeta (…). Em seu estado natural mais comum, é um líquido transparente, sem sabor e sem cheiro, mas que assume a cor azul-esverdeada em lugares profundos. Possui uma densidade máxima de 1 g/cm3 a 4ºC, e o seu calor específico é de 1 cal/gºC (…). (Macedo, Magno Urbano de & Carvalho, Antônio. Química, São Paulo: IBEP, 1998. p. 224-5) Ao receber 1 kcal de energia térmica, 0,5 kg de água apresenta uma variação de temperatura , em ºC, é igual a a) 0,5 b) 1 c) 2 d) 5 e) 10 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 107 - (UERJ/2012) 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. 108 - (UFLA MG/1997) 200g de gelo a –20oC são colocados em um recipiente de paredes adiabáticas contendo certa quantidade de água a 80o. Após troca de calor a temperatura de equilíbrio é de 40oC. Calcule a quantidade de água contida no recipiente antes da mistura. Dados : Calor específico do gelo = 0,5cal/g.oC Calor latente de fusão do gelo = 80cal/g Calor específico da água = 1cal/goC. a) 200g b) 250g c) 400g d) 450g e) 650g 109 - (UFLA MG/2001) Um recipiente metálico contendo água a 20ºC é introduzido no congelador de uma geladeira. Nessas condições, a água passa a liberar calor, à taxa constante de 50 cal/s e sua temperatura começa a baixar de maneira uniforme. Após 200 segundos, o recipiente é retirado do congelador. Para que no recipiente se encontre apenas água no estado líquido, a 10ºC, a massa de água inicial era, em kg: a) 3,0 kg b) 0,30 kg c) 1,0 kg d) 0,20 kg e) 0,5 kg 110 - (UFC CE/1997) Um ventilador ligado provoca a sensação de frescor nas pessoas. A afirmativa que melhor descreve a explicação desse fenômeno é: a) o ventilador altera o calor específico do ar. b) o ventilador aumenta a pressão do ar sobre a pele das pessoas. c) o ventilador diminui a temperatura do ar. d) o ventilador retira o ar quente de perto da pele das pessoas. 111 - (FUNREI MG/1998) Quando 100 g de certo material são aquecidos a 100°C e colocados em 500 g de água inicialmente a 20°C, a temperatura final do sistema é 25°C. Considerando-se o calor específico da água = 1,0 cal/g°C, qual é o valor do calor específico deste material? a) 75 kcal/kgK b) 0,01 kcal/kgK c) 3 kcal/kgK d) 0,3 kcal/kgK 112 - (FURG RS/2001) Dois blocos de mesma massa, um de cobre e outro de chumbo, inicialmente a 20oC, são aquecidos por chamas idênticas. Após um determinado tempo de aquecimento, constata-se que o bloco de cobre atinge a temperatura de 120oC, enquanto o de chumbo chega a 320oC. Essa diferença nas temperaturas finais ocorre porque o cobre apresenta maior a) calor específico. b) massa. c) densidade. d) temperatura inicial. e) coeficiente de dilatação. 113 - (FUVEST SP/1997) Dois recipientes de material termicamente isolante contêm cada um 10g de água a 0ºC. Deseja–se aquecer até uma mesma temperatura os conteúdos dos dois recipientes, mas sem mistura–los. Para isso é usado um bloco de 100g de uma liga metálica inicialmente à temperatura de 90ºC. O bloco é imerso durante um certo tempo num dos recipientes e depois transferidos para o outro, nele permanecendo até ser atingido o equilíbrio térmico. O calor específico da água é dez vezes maior que o da liga. A temperatura do bloco, por ocasião da transferência, deve então ser igual a a) 10ºC b) 20ºC c) 40ºC d) 60ºC e) 80ºC Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 114 - (FURG RS/2003) Utilizar, quando necessário, calor específico da água 1 cal/(g ºC); calor latente de vaporização da água 540 cal/g; calor latente de fusão da água 80 cal/g e 1 cal = 4,18 J. Exceto quando explicitamente especificado, a pressão externa é sempre de uma atmosfera. Em nutrição utiliza-se o termo Caloria para quantificar o valor energético dos alimentos; no entanto, esse termo corresponde a 1000 vezes o valor da unidade caloria utilizada em física, em unidades do Sistema Internacional. Uma dieta ideal recomendada corresponde ao consumo de alimentos que totalize 2500 calorias por dia. Com essa quantidade de energia consumida, podemos elevar por 1 grau Celsius uma massa de água de: a) 2500 g. b) 2500 kg. c) 2500 toneladas. d) 4180 g. e) 4180 kg. 115 - (FUVEST SP/1997) Um pesquisador estuda a troca de calor entre um bloco de ferro e certa quantidade de uma substância desconhecida,dentro de um calorímetro de capacidade térmica desprezível (Ver Figura 1). Em sucessivas experiências, ele coloca no calorímetro a substância desconhecida, sempre no estado sólido à temperatura T0 = 20ºC, e o bloco de ferro, a várias temperaturas iniciais T, medindo em cada caso a temperatura final do equilíbrio térmico Te. O gráfico da Figura 2 representa o resultado das experiências. A razão das massas do bloco de ferro e da substância desconhecida é mf / m8 = 0,8. Considere o valor do calor específico do ferro igual a 0,1 cal / (g ºC). A partir destas informações, determine para a substância desconhecida. bloco de ferro substância desconhecida termômetro calorímetro Figura-1 T ( C)e o T( C)o 50 100 100 200 300 400 500 Figura-2 a) a temperatura de fusão, Tfusão. b) o calor específico, c8, na fase sólida. c) o calor latente da fusão L. 116 - (FURG RS/2003) Utilizar, quando necessário, calor específico da água 1 cal/(g ºC); calor latente de vaporização da água 540 cal/g; calor latente de fusão da água 80 cal/g e 1 cal = 4,18 J. Exceto quando explicitamente especificado, a pressão externa é sempre de uma atmosfera. Um recipiente contém inicialmente um volume de água de 10 litros, a uma temperatura de 10 ºC. Nesse recipiente é colocado um objeto com temperatura inicial de 140 ºC e massa de 10 kg. Sabendo que, ao entrar em equilíbrio, o volume final de água é de apenas 5 litros (sendo desprezível a quantidade de água perdida por evaporação), o calor específico do objeto é: a) 5 cal/(g ºC). b) 8 cal/(g ºC). c) 9 cal/(g ºC). d) 11cal/(g ºC). e) 12 cal/(g ºC). 117 - (FUVEST SP/2000) Em uma caminhada, um jovem consome 1 litro de O2 por minuto, quantidade exigida por reações que fornecem a seu organismo 20 kJ / minuto (ou 5 “calorias dietéticas” / minuto). Em dado momento, o jovem passa a correr, voltando depois a caminhar. O gráfico representa sue consumo de oxigênio em função do tempo. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 Consumo de O (L/mol) 2 t (minuto) Por ter corrido, o jovem utilizou uma quantidade de energia a mais do que se tivesse apenas caminhado durante todo o tempo, aproximadamente, de: a) 10 kJ b) 21 kJ c) 200 kJ d) 420 kJ e) 480 kJ Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 118 - (UFLA MG/2006) Uma substância com massa de 250 g é submetida a um aquecimento, conforme mostra abaixo o diagrama calor versus temperatura. Analisando-se o diagrama, pode-se afirmar que o calor específico dessa substância é de a) 1 cal/g ºC b) 0,1 cal/g ºC c) 0,01 cal/g ºC d) 2,5 cal/g ºC 119 - (FUVEST SP/2000) Uma experiência é realizada para estimar o calor específico de um bloco e material desconhecido, de massa mb = 5,4 kg. Em recipiente de isopor, uma quantidade de água é aquecida por uma resistência elétrica R = 40, ligada a uma fonte de 120V, conforme figura. Nessas condições, e com os devidos cuidados experimentais, é medida a variação da temperatura T da água, em função do tempo t, obtendo-se a reta A do gráfico. A seguir, repete-se a experiência desde o início, desta vez colocando o bloco imerso dentro d’água, obtendo-se a reta B do gráfico. A B 40 30 20 6 12 18 t minuto T(ºC) 120V R dados: cágua = 1cal/g °C 1cal = 4J a) Estime a massa M, em kg, da água colocada no recipiente. b) Estime o calor específico cb do bloco, explicitando claramente as unidades utilizadas. 120 - (FMTM MG/2003) É possível transformar energia mecânica em energia térmica. A figura mostra um recipiente, termicamente isolado, onde estão contidos 400 cm3 de álcool metílico de densidade 0,81 g/cm3. No interior do recipiente, pás são acionadas quando um bloco de massa 5,0 kg, ligado a estas por meio de um fio, cai de uma altura de 1,2 m. Se toda energia mecânica for transformada em energia térmica, o aumento da temperatura do álcool será, em ºC, igual a: Dados: 1 cal = 4,18 J g = 10 m/s2 calor específico do álcool metílico = 0,60 cal/gºC a) 7,3810–2. b) 5,1510–2. c) 3,0810–2. d) 2,3310–2. e) 1,7310–2. 121 - (UFG GO/1995) Coloca-se um bloco de gelo a –20oC dentro de uma caixa de isopor. Se pós uma hora (01h) o gelo já está a –10oC, calcular o tempo total estimado (a partir do instante em que o gelo é colocado dentro da caixa a - 20C) para derreter todo o gelo dentro da caixa. Dados: cgelo = 0,5cal/g°C Lfusão=80cal/g 122 - (UFG GO/1996) FICA FRIO QUE ESTA QUESTÃO NÃO ESQUENTA. a) A condutividade térmica do concreto é 2,0 x 10–5 Kcal/s.m.ºC e a da madeira é 2,0 x 10–4 kcal/s.mºC. Explique por que, em regiões de inverno rigoroso, dá-se preferência para construção de casas de madeira. b) Sejam duas massas iguais, de chumbo e de gelo, que estão em suas respectivas temperaturas de fusão (327ºC para o chumbo e 0ºC para o gelo). O calor latente de fusão do chumbo é 5,8 cal/g e o do gelo é 80 cal/g. As duas massas são submetidas a fontes de calor idênticas. Qual dos dois materiais se fundirá primeiro (fusão total da massa)? Justifique sua resposta. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 123 - (PUC MG/2005) Um corpo de massa 200g é aquecido em laboratório por uma fonte de calor de potência constante. O gráfico abaixo mostra a temperatura do corpo em função do calor recebido. Considerando-se que o corpo esteja inicialmente sólido, pode-se afirmar que seu calor específico na fase líquida é: a) Cg cal55,0 o b) Cg cal128,0 o c) Cg cal84,0 o d) Cg cal41,0 o 124 - (UFG GO/1997) Um corpo de massa m = 50g, inicialmente no estado sólido, recebe calor de acordo com a representação gráfica abaixo. No gráfico, Q é a quantidade de calor, em calorias, recebida pelo corpo, e T é a temperatura em C. - - - - - - - - 20 40 200 400 60 600 80 - - T (ºC) Q (cal) a) O que ocorre no intervalo de 400 a 500 cal? Justifique. b) Calcule os calores específicos e o latente nas fases representadas no gráfico. 125 - (UFG GO/1998) Um biólogo, querendo verificar se estava correta a temperatura indicada por sua estufa, fez a seguinte experiência: 1. colocou um objeto metálico na estufa. Após o equilíbrio térmico, colocou o objeto em uma garrafa térmica (calorímetro de capacidade térmica desprezível), contendo 100g de água a 20º C. Mediu a temperatura de equilíbrio entre o objeto e a água, e encontrou 31º C; 2. colocou, novamente, na estufa, dois objetos metálicos idênticos ao anterior. Após o equilíbrio térmico, colocou-os na garrafa térmica, contendo, novamente, 100 g de água a 20º C. Mediu a nova temperatura de equilíbrio térmico entre os dois objetos e a água, e encontrou 40º. Admitindo-se que o indicador de temperatura da estufa estivesse funcionando corretamente, qual deveria ser a temperatura indicada na estufa? 126 - (PUC RJ/1995) O gráfico abaixo mostra o calor absorvido por uma substância de massa 100 g e sua respectiva temperatura. Inicialmente ela se encontra no estado sólido à temperatura de 0°C. 200 Q(cal) 150100 50 300 150 T( C)o Quais são, respectivamente, o calor latente de fusão e o calor espeífico da fase líquida desta substância? a) 200 cal; 0,02 cal/g °C b) 200 cal; 2,0 cal/g °C c) 50 cal/; 1,0 cal/g °C d) 50 cal; 0,01 cal/g °C e) 50 cal; 0,02 cal/g °C 127 - (PUC RJ/1997) Um liquido, cuja massa é de 1000g, é aquecido por um aquecedor de potência igual a 8100Watts. O calor específico do líquido é de 2,7J/goC. Qual é a variação de temperatura do líquido
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