Prévia do material em texto
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 líquidopor unidade de tempo, em oC/s? a) 2,7 b) 3 c) 8,1 d) 0,33 e) 300 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 128 - (PUC MG/2000) Três esferas de mesma massa e de mesmo material, suspensas por fios isolados termicamente, estão imersas em três banhos térmicos cujas temperaturas estão mencionadas na figura abaixo. Se elas forem simultânea e rapidamente retiradas e levadas para um recipiente com água a 20° C, a temperatura final desse banho térmico único será: 80° C 60° C 40° C t = ? a) um valor maior que 80° C b) um valor entre 60° C e 20° C c) 60° C d) 50° C e) um valor menor que 20° C 129 - (PUC MG/2000) Três esferas de mesma massa, mas de materiais diferentes, estão presas a fios isolados termicamente e mergulhadas em um banho que está em equilíbrio a 100° C. A seguir, são rapidamente transferidas para três recipientes isolados, cada um contendo água a 20° C. Sobre essa situação final, é incorreto afirmar que: 100° C ? ? ? a) o corpo de maior calor específico terá a menor temperatura final. b) o corpo de menor calor específico terá a menor temperatura final. c) a temperatura final será maior que 20° C. d) se os corpos apresentarem a mesma temperatura final, eles devem ter o mesmo calor específico. e) a temperatura final será menor que 100° C. 130 - (PUC MG/2005) Em relação à questão de número 10, o calor latente de fusão do corpo é: a) g cal 84 b) g cal 52 c) g cal128 d) g cal 26 131 - (PUC PR/2001) O gráfico mostra a variação da temperatura em função da quantidade de calor absorvida pelas substâncias A e B de massas mA = 150 g e mB = 100g. Misturando -se as duas substâncias A ( mA = 150g e tA =60°C ) e B ( mB = 100g e tB =40°C ), a temperatura final de equilíbrio será: a) 55ºC b) 50ºC c) 45ºC d) 60ºC e) 40ºC 132 - (PUC PR/2001) Uma panela de ferro de massa 2500 g está à temperatura de 20ºC. Derrama-se nela 1 litro de água a 80ºC. Considerando-se que só ocorram trocas de calor entre a água e a panela, a temperatura em que se dará o equilíbrio térmico é: Dados: calor específico da água: 1 cal/gºC calor específico do ferro: 0,1 cal/gºC densidade absoluta da água: 1 kg/l a) 26ºC b) 32ºC c) 34ºC d) 68ºC e) 76ºC Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 133 - (PUC PR/2002) Quando encostamos a mão na parte de madeira de uma mesa, em um ambiente de 25°C, temos a sensação que está mais quente que a parte de ferro da mesa. Isso ocorre devido: a) a que, embora estejam no mesmo ambiente, estão em temperaturas diferentes. b) às capacidades térmicas diferentes. O ferro absorve calor mais rapidamente da mão da pessoa que a madeira. Devido a este fato, tem-se a sensação de que o ferro é mais frio que a madeira. c) às capacidades térmicas diferentes. O ferro armazena mais calor que a madeira. Devido a este fato, tem-se a sensação de que o ferro é mais frio que a madeira. d) às condutividades térmicas diferentes. O ferro irradia mais calor mais rapidamente para a mão da pessoa que a madeira. Devido a este fato, tem-se a sensação de que o ferro é mais frio que a madeira. e) às capacidades térmicas diferentes. O ferro não consegue armazenar tanto calor quanto a madeira. Devido a este fato, tem-se a sensação de que o ferro é mais frio que a madeira. 134 - (PUC PR/1998) Um corpo de massa 200 g é aquecido por uma fonte que lhe transmite energia a uma potência constante de 3 cal/s. O gráfico mostra a variação da temperatura em função do tempo. É correto afirmar que o calor específico do referido corpo será de (assinale o valor mais aproximado): a) 1,00 cal/g °C b) 0,50 cal/g °C c) 0,32 cal/g °C d) 0,75 cal/g °C e) 0,19 cal/g °C 135 - (UNIUBE MG/1998) Uma fonte térmica fornece 55cal/s com potência constante. Um corpo de massa 100g absorve totalmente a energia proveniente da fonte e tem temperatura variando em função do tempo, conforme o gráfico abaixo. A capacidade térmica desse corpo e o calor específico da substância de que é constituído são, respectivamente, iguais a 45 20 O(ºC) 10 t(s)0 a) 2,2 cal/ºC e 0,022 cal/gºC. b) 2,2 cal/ºC e 0,22 cal/gºC. c) 2,2 cal/ºC e 2,2 cal/gºC. d) 22 cal/ºC e 0,22 cal/gºC. e) 22 cal/ºC e 0,022 cal/gºC. 136 - (MACK SP/2005) Necessita-se aquecer um corpo, de capacidade térmica C = 300 cal/ºC, que se encontra inicialmente à temperatura de 113ºF. A quantidade de calor necessária para esse aquecimento é a mesma que um pedaço de gelo, de 150 g, a 0ºC, deve receber para fundir-se totalmente. Sabendo-se que esse corpo não sofre mudança de estado de agregação molecular durante o aquecimento, sua temperatura final será: Dado: Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g a) 153 ºF b) 185 ºF c) 198 ºF d) 217 ºF e) 253 ºF 137 - (UFG GO/2005) Um recipiente de material termicamente isolante contém 300g de chumbo derretido á sua temperatura de fusão de 327ºC. Quantos gramas de água fervente devem ser despejados sobre o chumbo para que ao final do processo, toda a água tenha se evaporado e o metal solidificado encontre-se a 100ºC? Suponha que a troca de calor dê-se exclusivamente entre a água e o chumbo. DADOS: Calor latente de evaporação da água: 540 cal/g Calor latente de fusão do chumbo = 5,5 cal/g Calor específico do vhumbo = 0,03 cal/gºC a) 6,8g b) 6,2g c) 5,5g d) 3,4g e) 3,0g Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 138 - (UNESP/2007) Antibióticos podem ser produzidos induzindo o crescimento de uma cultura de microorganismos em meios contendo nutrientes e oxigênio. Ao crescerem, esses microorganismos respiram e, com a oxigenação, retiram energia dos alimentos, que em parte será utilizada para a sua sobrevivência, e a restante liberada na forma de energia térmica. Quando os antibióticos são produzidos em escala industrial, a cultura de microorganismos se faz em grandes tanques, suficientemente oxigenados, conhecidos como biorreatores. Devido ao grande volume de nutrientes e microorganismos, a quantidade de energia térmica liberada por unidade de tempo neste processo aeróbico é grande e exige um sistema de controle da temperatura para mantê-la entre 30 ºC e 36 ºC. Na ausência desse controlador, a temperatura do meio aumenta com o tempo. Para estimar a taxa de aquecimento nesse caso, considere que a cada litro de O2 consumido no processo aeróbico sejam liberados aproximadamente 48 kJ de energia térmica. Em um tanque com 500 000 litros de cultura, que pode ser considerado como meio aquoso, são consumidos 8 750 litros de O2 a cada minuto. Se o calor específico da água é 4,2 J/(g ºC), calcule a variação da temperatura do meio a cada minuto do processo. 139 - (UEPG PR/2001) O gráfico abaixo representa a relação entre a variação de temperatura de um corpo de 200 g de massa, de um determinado material, inicialmente no estado sólido, e a quantidade de calor absorvido pelo mesmo. Com base nesse gráfico, assinale o que for correto. 01. O calor específico do material no estado sólido é 200 cal/g°C. 02. O material passa para o estado gasoso a 500°C. 04. A capacidade térmica do material é 8.103 cal/°C. 08. O calor específico do material no estado líquido é 0,5 cal/g°C. 16. O calor latente de fusão do material é 800 cal/g. 140 - (UFMG/1995) Este gráfico mostra como variam as temperaturas de dois corpos, M e N, cada uma de massa igual a 100 g, em função da quantidade de calor absorvida por eles. t( C) M N 25 50 75 0 500 1500 Q(cal) o Oscalores específicos dos corpos M(cM) e N(cN) são, respectivamente: a) cM = 0,10 cal/g°C e cN = 0,30 cal/g°C. b) cM = 0,067 cal/g°C e cN = 0,20 cal/g°C. c) cM = 0,20 cal/g°C e cN = 0,60 cal/g°C. d) cM = 0,10 cal/g°C e cN = 30 cal/g°C. e) cM = 5,0 cal/g°C e cN = 1,7 cal/g°C. 141 - (UFMG/1997) Um bloco de gelo, dentro de um recipiente de isopor, está à temperatura de –10oC. coloca–se um caneco caneco com chope a uma temperatura de 30oC sobre o bloco. Após atingir o equilíbrio térmico, a temperatura do chope é de 5oC. O gráfico que melhor representa a temperatura do gelo e posteriormente da água e a temperatura do chope, em função do tempo, é: a. 30 C 3 C -10 C tempo T o o o b. 30 C 3 C -10 C tempo T o o o c. 30 C 3 C -10 C tempo T o o o d. 30 C 3 C -10 C tempo T o o o Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 142 - (UFMG/1997) Um cozinheiro quer comprar uma panela que esquente rápida e uniformemente. Ele deve procurar uma panela feita de um material que tenha: a) alto calor específico e alta condutividade térmica; b) alto calor específico e baixa condutividade térmica; c) baixo calor específico e alta condutividade térmica; d) baixo calor específico e baixa condutividade térmica; 143 - (UFMG/2001) Um cano de cobre e um de alumínio, ambos de mesma massa, recebem a mesma quantidade de calor. Observa-se que o aumento de temperatura do cano de alumÌnio é menor que o do cano de cobre. Isso acontece porque o alumínio tem a) calor específico maior que o do cobre. b) calor específico menor que o do cobre. c) condutividade térmica maior que a do cobre. d) condutividade térmica menor que a do cobre. 144 - (UFMG/2000) Um bloco de cobre, inicialmente sólido, é aquecido continuamente. Após um certo tempo, esse bloco se liquefaz totalmente e o cobre líquido continua a ser aquecido. Durante todo o processo, o cobre recebe a mesma quantidade de calor por unidade de tempo. Assinale a alternativa cujo gráfico melhor descreve a variação da temperatura do bloco com o tempo. a. Temperatura Tempo b. Temperatura Tempo c. Temperatura Tempo d. Temperatura Tempo 145 - (UFOP MG/1995) Assinale a alternativa correta: a) se dois corpos estiverem em equilíbrio térmico um com o outro, podemos concluir que estarão em equilíbrio térmico com qualquer outro corpo. b) o coeficiente de dilatação linear de uma barra é proporcional ao seu comprimento. c) uma substância sempre se dilata quando sua temperatura aumenta. d) um litro de água a 50°C tem mais calor que um litro de água a 20°C. e) volumes iguais de gases diferentes, à mesma pressão e à mesma temperatura, contêm o mesmo número de moléculas. 146 - (UFOP MG/1995) Assinale a alternativa correta: a) o calor sempre flui dos corpos bons condutores de calor para os corpos maus condutores de calor. b) o calor sempre flui dos corpos com maior quantidade de calor para os corpos com menor quantidade de calor. c) o calor só flui de um corpo para outro quando há contato direto entre eles. d) o calor sempre flui dos corpos com maior capacidade calorífica para os corpos com menor capacidade calorífica. e) o calor flui espontaneamente dos corpos a temperatura mais alta para os corpos a temperatura mais baixa. 147 - (FMTM MG/2003) O calor específico de certa substância X, no estado sólido, é o dobro do calor específico de uma substância Y, também no estado sólido. Se para elevar a temperatura de certa massa da substância X de 50ºC para 72ºC são necessárias 22 calorias, a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de mesma massa da substância Y de 100ºC para 166ºC, considerando que ambas permaneçam no estado sólido durante esses procedimentos, será igual a: a) 22. b) 33. c) 68. d) 88. e) 132. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 148 - (UFOP MG/1998) Um bloco de alumínio é colocado em contato térmico com um bloco de cobre, ambos dentro de um recipiente adiabático. Os blocos possuem massas diferentes e estão a temperaturas diferentes. Após se estabelecer o equilíbrio térmico afirmamos que: I. as temperaturas dos dois corpos são iguais. II. os calores dos dois corpos são iguais. III. as variações de energia interna dos blocos são iguais em módulo (despreze as variações do volume dos blocos) Marque a alternativa correta: a) Apenas (I) é verdadeira. b) Apenas (I) e (II) são verdadeiras. c) Apenas (II) e (III) são verdadeiras. d) Apenas (III) e (I) são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeira 149 - (UFOP MG/1994) Um ferreiro aquece uma barra de ferro de 300g e, em seguida, a resfria num balde que contém 5 litros de água a 30ºC. Após a barra entrar em equilíbrio térmico com a água, verifica-se que a temperatura do conjunto atinge 34ºC. Dados: Calor específico do ferro, 0,11cal/(gºC); Calor específico da água, 1,0cal/(gºC); Densidade da água, 1,0g/cm3; 1 litro = 1dm3. Suponha que haja troca de calor somente entre a barra e a água: a) Determine a que temperatura a barra foi aquecida; b) Explique por que a água se aquece de apenas 4ºC, enquanto a barra se resfria de algumas centenas de graus Celsius. 150 - (UFOP MG/1994) São colocados 100g de gelo à temperatura de –10ºC em um calorímetro contendo 1000g de água a 90ºC. O sistema está termicamente isolado do meio exterior e a capacidade térmica do calorímetro pode ser desprezada. Determine a temperatura final de equilíbrio térmico do sistema. Dados: calor específico do gelo=0,5cal/(gºC); calor específico da água=1,0cal/(gºC); calor latente de fusão do gelo=80cal/g 151 - (UFOP MG/1998) A figura mostra a variação da temperatura em função do tempo de uma certa massa de água que está sendo aquecida. Você quer resfriar um líquido contido em um recipiente de paredes adiabáticas, inicialmente a 50ºC. Você poderá introduzir no líquido do recipiente uma massa de gelo ou uma massa igual de água, ambas a 0ºC. Qual das opções deve ser usada para que a temperatura final tenha o menor valor? Justifique usando o gráfico da figura. 152 - (UFOP MG/1998) Qual é a quantidade mínima de calor que deve ser fornecida a um bloco de platina de 1,0kg, inicialmente a 25ºC, para que ele se funda completamente? Dados sobre a platina: Calor específico: 0,032 cal/(gºC) Calor latente de fusão: 27cal/g Ponto de fusão: 1775ºC 153 - (UFPE/2002) O calor específico do alumínio é 0,22 cal/g°C, e são necessárias 77 cal para se fundir 1,0 g de alumínio a uma temperatura de 659°C. Determine, em unidades de 103cal, a quantidade de calor necessária para fundir completamente uma peça de 100 g de alumínio, a partir de uma temperatura inicial de 9,0°C. 154 - (UFPE/2002) Um calorímetro, de capacidade térmica desprezível, contém 100 g de água a 15,0 °C. Adiciona-se no interior do calorímetro uma peça de metal de 200 g, à temperatura de 95,0 °C. Verifica-se que a temperatura final de equilíbrio é de 20,0 °C. Qual o calor específico do metal, em cal/g°C? dado: cágua=1cal/g°C a) 0,01 b) 0,02 c) 0,03 d) 0,04 e) 0,05 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 155 - (UFPE/2002) Em um experimento, um estudante coloca num recipiente um cubo de gelo, de massa igual a 1000 g e temperatura de –10°C. Aquecendo o conjunto, o estudante observou que em um dado instante havia uma mistura de 900 g de gelo e 100 g de água, tudo à temperatura de 0 °C. Calcule a energia térmica, em kcal, necessária para fundir as 100 g de gelo, partindodas1000 g iniciais. cágua = 1cal/g°C Lfusão =80cal/g 156 - (UFRJ/1996) Três amostras de um mesmo liquido são introduzidas num calorímetro adiabático de capacidade térmica desprezível: uma de 12 g a 25°C, outra de 18 g a 15°C e a terceira de 30 g a 5°C. Calcule a temperatura do liquido quando se estabelecer o equilíbrio térmico no interior do calorímetro. 157 - (UFSC/1995) Sabendo que o calor específico da prata e aproximadamente 0,056 cal/g°C, calcule, em calorias, o calor necessário para elevar em 15°C uma amostra de 100 g de prata, admitindo que não ocorra mudança de fase no processo mencionado. 158 - (PUC MG/2006) O calor específico da água é 1 cal/g. °C (uma caloria por grama por grau Celsius). Isso significa que: a) para se aumentar a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se fornecer uma caloria. b) para se diminuir a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se fornecer uma caloria. c) para se diminuir a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, devem-se retirar 10 calorias. d) para se aumentar a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se retirar uma caloria. 159 - (UFRJ/2004) Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, há 200g de gelo a –20ºC. Introduz-se, no calorímetro, água a 20ºC. O calor latente de solidificação da água é 80cal/g e os calores específicos do gelo e da água (líquida) valem, respectivamente, 0,50 cal/g.ºC e 1,0 cal/g.ºC. Calcule o valor máximo da massa da água introduzida, a fim de que, ao ser atingido o equilíbrio térmico, haja apenas gelo no calorímetro. 160 - (PUC MG/2006) O gráfico mostra a quantidade de calor Q recebida por um corpo de 100g, em função de sua temperatura t. O calor específico do material de que é feito o corpo, em cal/gºC, vale: a) 0,20 b) 0,08 c) 0,38 d) 0,30 161 - (UEL PR/1999) Três panelas idênticas, designadas 1, 2 e 3 de capacidade térmica equivalente a 100 g de água cada uma, contêm água nas quantidades, respectivamente, de 200 g e 300 g e 100 g. As panelas 1, 2 e 3 são colocadas sobre três bicos de gás que fornecem calor, respectivamente, na razão de 1 500 cal/min, 2 000 cal/min e 1 00 cal/min. Considerando desprezível a perda de calor para o ambiente, para aumentar a temperatura de cada panela de 20ºC é necessário que elas fique sobre os bicos de gás um intervalo de tempo, em minutos, respectivamente, igual a a) 3, 4 e 5 b) 4, 3 e 5 c) 4, 4 e 4 d) 4, 5 e 3 e) 4, 5 e 5 162 - (UFU MG/2001) O calor específico de um dado líquido é igual a 2,0 cal/gºC. Isto significa que é necessária uma troca de calor de 2,0 calorias para que ocorra uma variação de temperatura de 1ºC em 1 g desse líquido. Ao fornecermos uma quantidade de calor Q a uma massa m desse líquido, após atingir o equilíbrio térmico, a sua temperatura aumenta de 10ºC, sem mudança de fase. Se fornecermos a mesma quantidade de calor (Q) a uma massa de gelo a 0ºC, correspondente a um terço da massa do líquido, isto é, mgelo = m/3, uma certa quantidade dessa massa de gelo se fundirá. Após atingir o equilíbrio térmico, a proporção de massa de gelo fundida em relação à massa inicial de gelo (mgelo), será de: Dados: Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g. Calor específico da água = 1,0 cal/gºC. a) 75% b) 50% c) 100% d) 25% Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 163 - (UNESP/2006) Uma panela de alumínio, de massa 100 g, com 0,500 kg de água em seu interior, é aquecida em um fogão, passando de 30ºC para 100ºC. Dados: calor específico da água = 1,00 cal/(gºC) e calor específico do alumínio = 0,215 cal/(gºC), e estimando que 30% do calor fornecido pela chama sejam perdidos para o ambiente, determinar: a) o calor absorvido pelo sistema formado pela panela com a água; b) o calor fornecido pelo fogão ao sistema. 164 - (UNESP/2006) Uma garrafa térmica possui em seu interior 1,0 kg de água a 80ºC. Meia hora depois, a temperatura da água caiu para 50ºC. Nessas condições, e lembrando que o calor específico da água é 1,0 cal/(gºC), o fluxo de calor perdido pela água foi em média de a) 1,0 cal/min. b) 100 cal/min. c) 500 cal/min. d) 1 000 cal/min. e) 4 180 cal/min. 165 - (UFU MG/1994) Assinale a alternativa CORRETA: a) O calor específico de um corpo independe de como é fornecido calor a ele, se for mantido o volume constante ou se for mantida a pressão constante. b) Dois corpos de mesma massa e à mesma temperatura têm a mesma quantidade de calor. c) Nos dias de temperatura alta, o asfalto das ruas é mais quente que as cobertas com cimento e areia porque o calor específico do asfalto é maior que o calor específico do cimento e da areia. d) Um corpo pode variar sua temperatura mesmo sem ganhar ou perder calor. e) Quando um corpo quente aquece um corpo frio, suas temperaturas variam igualmente. 166 - (UNESP/1997) Um bloco de certa liga metálica, de massa 250g, é transferido de uma vasilha, que contém água fervendo em condições normais de pressão, para um calorímetro contendo 400g de água à temperatura de 10ºC. Após certo tempo, a temperatura no calorímetro se estabiliza em 20ºC. Supondo que toda a quantidade de calor cedida pela liga tenha sido absorvida pela água do calorímetro, pode-se dizer que a razão entre o calor específico da água e o calor específico da liga metálica é igual a: dado: cágua = 1cal/g°C a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 167 - (FMTM MG/2003) Para esfriar líquidos colocados em seu interior, uma caneca plástica mantém 100,0 mL de água aprisionados entre suas paredes duplas. Levada a um freezer, a água contida em seu interior transformou- se em gelo a – 10,0ºC. Se 500,0 mL de chope a 20,0ºC são vertidos na caneca, supondo-se que ocorra apenas troca de calor entre gelo e chope, a temperatura que terá o chope após atingido o equilíbrio térmico será, em ºC, Dados: L fusão do gelo = 80,0 cal/g c gelo = 0,5 cal/gºC c água = c chope = 1,0 cal/gºC d água = d chope = 1,0 g/mL a) 0,5. b) 1,0. c) 1,5. d) 2,0. e) 2,5. 168 - (UNICAMP SP/1994) Suponha que um meteorito de 1,0 x 1012kg colida frontalmente com a Terra (6,0 x 1024kg) a 36.000 km/h. A colisão é perfeitamente inelástica e libera enorme quantidade de calor. a) Que fração da energia cinética do meteorito se transforma em calor e que fração se transforma em energia cinética do conjunto terra + meteorito? b) Sabendo-se que são necessários 2,5 x 106J para vaporizar 1,0 litro de água, que fração da água dos oceanos (2,0 x 1021 litros) será vaporizada se o meteorito cair no oceano? 169 - (UNICAMP SP/1995) Um forno de microondas opera na voltagem de 120V e corrente de 5,0 A. Colocam-se neste forno 200 mL de água à temperatura de 25ºC. Admita que toda a energia do forno é utilizada para aquecer a água. Para simplificar, adote 1,0 cal = 4,0J. a) Qual a energia necessária para elevar a temperatura da água a 100ºC? b) Em quanto tempo esta temperatura será atingida? Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 170 - (UNICEMP PR/1998) É comum ouvirmos as pessoas dizendo frases do tipo: “Está muito calor dentro desta sala”. Do ponto de vista físico, esta frase está: a) correta, pois calor é sinônimo de temperatura. b) incorreta, pois o termo calor só é usado quando se fala de temperatura que um corpo recebeu diretamente de uma fonte primária de energia térmica. c) correta, pois não se observa nenhum princípio físico sendo violado. d) incorreta, pois calor é energia térmica em trânsito. e) incorreta, pois não sabemos a temperatura exata do ambiente em questão. 171 - (UNICEMP PR/2002)Em 11 de setembro de 2001, o mundo assistiu estarrecido à mais ousada operação extremista de todos os tempos: aviões seqüestrados por terroristas ligados a Osama bin Laden partiram de três aeroportos dos Estados Unidos e tiveram suas rotas alteradas. Acompanha, a seguir, dados referentes à primeira das tragédias: - às 7h 59 min, um boeing 767 da American Air Lines, com massa total de 180 toneladas, decolou de Boston com destino a Los Angeles; - às 8h 48 min, depois de ter o comando tomado por terroristas, este boeing bateu frontalmente na torre norte do Word Trade Center a uma velocidade aproximada de 450 km/h, na altura do 100º andar (aproximadamente 320 metros em relação ao solo); - às 10h 28 min, esta torre desabou devido a diversos fatores associados: colunas de aço foram cortadas pelo “efeito faca” na penetração do avião, a elevada temperatura não chegava a fundir, mas diminuía a dureza do aço usado na estrutura do edifício, o peso das partes superiores do prédio era maior do que a resistência que a estrutura abalada poderia suportara. A energia cinética do avião, imediatamente antes da colisão, só não seria suficiente para: a) afazer um chuveiro de 2 500 Watts de potência funcionar por mais de 6 dias b) aquecer 20 toneladas de água (calor específico da água: 1 cal/g°C), passando a temperatura de 15°C para 95°C. c) suprir o consumo bimestral de uma residência cuja conta de energia elétrica apresenta media mensal de R$ 33,00 (preço do kWh: R$ 0,22). d) suspender duas mil vezes um bate-estacas de 4 500 kg a uma altura de 12,5 metros. e) fazer o mesmo avião, carregado com mais 20 toneladas, partir do repouso e voar a uma velocidade de 396 km/h. 172 - (UNICEMP PR/2002) Sonhar faz parte da vida! Suponha ... que agora você não esteja fazendo esta prova chata, mas, sim, passeando pela praia! O sol está quente; o céu, azul; pessoas “interessantes” desfilam de um lado pra outro. Em sua mão está um copo com um delicioso líquido gelado. Usando uma linguagem bem popular, o copo está “suando”! Gotas de água escorrem por fora dele. Mas... como tudo isto é fantasia, assinale a opção verdadeira (e veja se acorda!!!): a) Os copos possuem poros por onde passam moléculas de água vindas do interior do recipiente. b) Existem gotas de líquido dispersas no ar, as quais costumeiramente se aderem ao copo. c) O frio transmitido pelo copo faz com que o ar sofra contração, expulsando as moléculas de água que estão dispersas nele. d) Devido ao fato de o copo estar a uma temperatura mais baixa que a do ambiente, o ar perde calor para o copo e para o líquido, ocorrendo condensação do vapor d’água existente na atmosfera. e) Este fenômeno é um mistério que a Física, ainda não consegui explicar. 173 - (UNESP/1995) Num mesmo local e ocasião, massas diferentes de água pura são aquecidas lado a lado, em dois recipientes abertos, desde a temperatura ambiente até começarem a ferver. Assinale a alternativa correta em relação aos valores, para os dois recipientes, das: quantidades de calor recebidas pelas massas de água desde o início do aquecimento até começarem a ferver (despreze quaisquer tipos de perda); temperaturas finais atingidas pelas massas de água e densidades (ou massas específicas) das massas de água quando estão fervendo. a) as quantidades de calor recebidas são iguais; as temperaturas finais atingidas são iguais; as densidades (ou massas específicas) são iguais. b) as quantidades de calor recebidas são diferentes; as temperaturas finais atingidas são diferentes; as densidades (ou massas específicas) são diferentes. c) as quantidades de calor recebidas são iguais; as temperaturas finais atingidas são diferentes; as densidades (ou massas específicas) são diferentes. d) as quantidades de calor recebidas são diferentes; as temperaturas finais atingidas são iguais; as densidades (ou massas específicas) são diferentes. e) as quantidades de calor recebidas são diferentes; as temperaturas finais atingidas são iguais; as densidades (ou massas específicas) são iguais. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 174 - (UNESP/1995) Massas iguais de água e óleo foram aquecidas num calorímetro, separadamente, por meio de uma resistência elétrica que forneceu energia térmica com a mesma potência constante, ou seja, em intervalos de tempo iguais cada uma das massas recebeu a mesma quantidade de calor. Os gráficos na figura representam a temperatura desses líquidos no calorímetro em função do tempo, a partir do instante em que se iniciou o aquecimento. 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 tempo(min) te m pe ra tu ra (º C ) II I a) Qual das retas, I ou II, é a da água, sabendo- se que seu calor específico é maior que o do óleo? Justifique sua resposta. b) Determine a razão entre os calores específicos da água e do óleo, usando os dados do gráfico. 175 - (UNESP/2001) Uma estudante põe 1,0 de água num recipiente graduado, a temperatura ambiente de 20 ºC, e o coloca para ferver num fogão de potência constante. Quando retira o recipiente do fogão, a água pára de ferver e a estudante nota que restaram 0,80 de água no recipiente. Despreze o calor absorvido pelo recipiente, a sua dilatação e a dilatação da água. São dados: Calor específico da água: ca = 4200 J/(kg.ºC). Calor latente de vaporização da água: Lv = 2300000 J/kg. Densidade (massa específica) da água: da = 1000 kg/m3; 1m3 = 1000 . Temperatura de ebulição da água na região: te = 100 ºC. a) Faça o esboço do gráfico t (ºC) x Q (J) que representa esse aquecimento, onde t (ºC) é a temperatura da água contida no recipiente e Q (J) é a quantidade de calor absorvida pela água. Coloque, pelo menos, os pontos correspondentes à temperatura inicial, à temperatura e quantidade de calor absorvida no início da ebulição e à temperatura e quantidade de calor quando a água é retirada do fogo. b) Suponha que toda a água que falta tenha sido vaporizada. Qual a energia desperdiçada nesse processo? Justifique. 176 - (UNESP/2001) O gálio é um metal cujo ponto de fusão é 30ºC, à pressão normal; por isso, ele pode liquefazer-se inteiramente quando colocado na palma da mão de uma pessoa. Sabe-se que o calor específico e o calor latente de fusão do gálio são, respectivamente, 410 J/(kg.ºC) e 80000 J/kg. a) Qual a quantidade de calor que um fragmento de gálio de massa 25 g, inicialmente a 10ºC, absorve para fundir-se integralmente quando colocado na mão de uma pessoa? b) Construa o gráfico t (ºC) x Q (J) que representa esse processo, supondo que ele comece a 10ºCe termine quando o fragmento de gálio se funde integralmente. 177 - (MACK SP/2003) Em um laboratório de Física dispomos de água de massa específica 1 g/cm3 a 20 °C e a 80 °C. Para obtermos 3 litros de água a 60 °C devemos misturar: a) 2,5 litros de água a 20 °C com 0,5 litro de água a 80 °C . b) 2,0 litros de água a 20 °C com 1,0 litro de água a 80 °C . c) 1,5 litro de água a 20 °C com 1,5 litros de água a 80 °C . d) 1,0 litro de água a 20 °C com 2,0 litros de água a 80 °C . e) 0,5 litro de água a 20 °C com 2,5 litros de água a 80 °C . 178 - (UFU MG/1995) Num calorímetro ideal contendo um volume Vágua de água à temperatura Tágua é colocado um corpo de Alumínio de volume externo Vcorpo à temperatura Tcorpo. O equilíbrio térmico foi atingido à temperatura Tfinal e o corpo ficou boiando, totalmente submerso. Determine, do corpo de Alumínio: a) a massa; b) o calor específico. corpo de Al água Volume inicial (cm )3 Temper. inicial (ºC) Calor específico (cal/g.ºC) Densidade (g/ )cm3 Temper. final (ºC) Coef. linear dilatação (ºC )-1 100 440 92 50 52 52 2 x 10 -5 0(*) ? 1 - 1 (*) Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 179 - (UFU MG/1996) Assinale a alternativa INCORRETA. a) Um bloco metálico aquecido de 20ºC até 80ºC recebe uma quantidade de calor de 660cal. Isso significa que devemos fornecer ao bloco 11 cal para 1ºC de elevação de sua temperatura. b) Denominamos condensação a mudança de fase que ocorre com o vapor d’água existente no ar, quando, em um dia úmido, a superfície externa de uma garrafa de cerveja, muito fria, recobre-se de gotículas de água. c) Costumamos soprar sobre a superfície de um líquido quente para esfriá-lo mais rapidamente porque, com tal procedimento, aumentamos a velocidade de evaporação do líquido. d) Algumas rochas apresentam fendas que permitem a infiltração de água. No inverno, as rochas, localizadas em regiões de clima muito frio, fragmentam-se porque a água nelas infiltrada aumenta de volume ao se congelar. e) O calor de fusão do alumínio vale 77 cal/g e seu ponto de fusão é de 659ºC. Isto significa que para elevar a temperatura de 1 grama de alumínio, de 0º até 659ºC, devemos fornecer-lhe 77 cal. 180 - (UFMS/2006) A tabela ao lado mostra a massa m, a quantidade de calor Q recebida e as respectivas variações de temperatura T de quatro corpos A, B, C e D. Supondo que, durante o recebimento de calor Q , não ocorram mudanças de fase, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 50500100)d 2525050)c 2024060)b 1040080)a C)(º T(cal) Q)g(m 01. O calor específico das substâncias B e C é igual. 02. O calor específico das substâncias A e D é igual. 04. A capacidade térmica do corpo C é de 10 cal/oC. 08. A capacidade térmica do corpo D é de 10 cal/oC. 16. Os corpos A, B, C e D são compostos da mesma substância. 181 - (UFU MG/1996) a) Um gás perfeito recebe do exterior uma quantidade Q de calor e se expande isotermicamente. Explique por que a variação de energia interna do gás é nula. Qual o trabalho realizado pelo gás? b) Uma placa metálica tem um furo circular de área A à temperatura . O coeficiente de dilatação superficial da placa é . Qual será a área do orifício se a placa for aquecida até a temperatura duplicar? c) O diagrama abaixo representa a temperatura de 30 gramas de um líquido, inicialmente a 0ºC, em função do calor por ele absorvido. (ºC) 150 90 0 900 1500 1800 Q (cal) c.1) Qual a temperatura de ebulição do líquido? c.2) Qual é seu calor específico na fase gasosa? 182 - (ITA SP/2006) Um bloco de gelo com 725 g de massa é colocado num calorímetro contendo 2,50 kg de água a uma temperatura de 5,0º C, verificandose um aumento de 64 g na massa desse bloco, uma vez alcançado o equilíbrio térmico. Considere o calor específico da água (c = 1,0 cal/g ºC) o dobro do calor específico do gelo, e o calor latente de fusão do gelo de 80 cal/g. Desconsiderando a capacidade térmica do calorímetro e a troca de calor com o exterior, assinale a temperatura inicial do gelo. a) 191,4º C b) 48,6º C c) 34,5º C d) 24,3º C e) 14,1º C 183 - (UFOP MG/2007) Uma massa de 7kg de água, inicialmente a 20ºC, deve ser convertida totalmente em vapor a 460ºC, através de um aquecedor létrico de resistência elétrica 30R e ligado a uma fonte de força eletromotriz de 140V. Considere a temperatura de ebulição da água igual a 100ºC e os calores específico e latente de vaporização da água iguais, respectivamente, a 1,0 cal gºC, 540cal/ g e o calor específico do vapor igual a 0,5cal/ gº C. Dado que 1,0cal = 4, 2J: a) Calcule a quantidade de calor que se deve oferecer à água para evaporá-la até atingir a temperatura de 460ºC. b) Calcule o tempo necessário para elevar a temperatura da água de 20ºC a 460ºC . Suponha que todo calor seja aproveitado para o aquecimento da água. c) Se o custo de 1kWh é R$0,72, quanto custará para realizar todo o processo acima? Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 184 - (MACK SP/2003) Massas iguais de água ) C.ºg cal1C( e óleo ) C.ºg cal4,0C( foram aquecidas, após terem recebido iguais quantidades de calor. Nessas condições, a água sofre o acréscimo de temperatura de 10 °C. O acréscimo de temperatura do óleo foi de: a) 5 °C b) 10 °C c) 15 °C d) 20 °C e) 25 °C 185 - (ACAFE SC/2001) Considere que a energia resultante da “queima” de 1 grama de gordura, pelo organismo humano, ao realizar uma atividade física, seja 9kcal. Se essa atividade requer 15kcal/min, a massa, em gramas, de gordura “queimada” em uma semana, supondo um exercício diário de 30min, será: a) 130 b) 200 c) 350 d) 260 e) 480 186 - (PUC PR/2006) Uma fonte de energia (térmica), de potência constante e igual a 20 cal/s, fornece calor a uma massa sólida de 100 g. O gráfico a seguir mostra a variação de temperatura em função do tempo: Marque a alternativa correta: a) O calor latente de fusão da substância é de 200 cal/g. b) A temperatura de fusão é de 150ºC. c) O calor específico no estado sólido é de 0,1 cal/gºC. d) O calor latente de fusão é de 20 cal/g. e) O calor específico no estado líquido é de 0,4 cal/gºC. 187 - (MACK SP/2001) Numa atividade de laboratório, Fábio aquece um corpo com o objetivo de determinar sua capacidade térmica. Para tanto, utiliza uma fonte térmica, de potência constante, que fornece 60 calorias por segundo e constrói o gráfico a seguir. A capacidade térmica do corpo é: 60 40 20 0 10 20 tempo (s) Temperatura (ºC) a) 10 cal/°C b) 20 cal/°C c) 30 cal/°C d) 40 cal/°C e) 50 cal/°C 188 - (UEM PR/2003) Um bloco de alumínio, cuja massa é de 80 g, é aquecido num forno até a temperatura de 207,5oC. O bloco é então colocado em um béquer de vidro que contém 200 g de água. O calor específico do alumínio é 0,2 cal/g . K, a capacidade térmica efetiva do béquer é 34 cal/K e a temperatura inicial da água e do béquer é 20oC. Considerando que o sistema não troca calor com a vizinhança que o envolve, calcule, em graus Celsius, a temperatura de equilíbrio térmico do bloco, do béquer e da água. cágua = 1cal/g°C 189 - (UFPI/2006) Uma pessoa bebe um copo de água gelada, de 280ml a 6,5ºC. Admitindo-se que a água possui densidade de 1g/cm3, calor específico 1cal/gºC , e que a temperatura média do corpo é de 36,5ºC , pode-se dizer que a quantidade de calor absorvida pela água ingerida, após entrar em equilíbrio térmico com o corpo, foi de: a) 84 cal b) 840 cal c) 8,4 Kcal d) 42 Kcal e) 84 Kcal Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 190 - (UFG GO/2003) A passagem da água da fase líquida para a fase gasosa (vapor) acontece quando as moléculas na superfície do líquido adquirem, devido á agitação térmica, energia cinética suficiente para escapar das forças atrativas que as mantêm ligadas ás demais moléculas do líquido. Uma maneira de aumentar a taxa de evaporação da água consiste no aumento da temperatura do líquido, já que, dessa forma, mais e mais moléculas adquirirão energia cinética suficiente para escapar através de sua superfície. Na temperatura de ebulição da água, as bolhas formadas no interior do líquido sobem até a superfície, liberando para a atmosfera moléculas de água na forma de vapor. A pressão no interior dessas bolhas é maior que a pressão atmosférica externa. Sabendo-se que, no nível do mar, a água entra em ebulição a 100 ºC, pode-se afirmar que: 01. nas altitudes mais elevadas, como a pressão atmosférica é menor do que no nível do mar, a água entra em ebulição a uma temperatura maior do que100 ºC. 02. uma panela de pressão, no nível do mar, é usada para acelerar o cozimento de alimentos, pois a água em seu interior entra em ebulição a uma temperatura maior do que 100 ºC. 03. quanto maior a área da superfície do líquido, maior a velocidade de evaporação, uma vez que as moléculas do líquido escapam através dela. 04. se o calor de vaporização da água no nível do mar é de 540 cal/g, então a quantidade de calor necessária para vaporizar 0,5 kg de água no nível do mar é de 1,08 x 106 cal. 191 - (UFMT/2002) Duas amostras metálicas sólidas de massas iguais, de formato cúbico, e diferentes calores específicos são colocadas em recipientes também cúbicos, preenchendo-os completamente. Os recipientes são constituídos por materiais condutores térmicos com alta temperatura de fusão. Os conjuntos recipiente- amostra são colocados num forno, aguardando-se um tempo suficiente para que atinjam o equilíbrio térmico. A seguir, os conjuntos são retirados do forno, colocados em contato entre si e isolados termicamente do meio. Sobre tal situação, julgue os itens. 00. A partir do momento em que são retirados do forno e isolados do meio, o conjunto cuja amostra tem maior calor específico transfere calor para o conjunto cuja amostra tem menor calor específico. 01. A capacidade calorífica de cada amostra independe de sua massa. 02. O calor latente de fusão de cada amostra depende da pressão atmosférica. 03. Se a temperatura do forno for suficiente para fundir as amostras, ocorrerá o fenômeno de sublimação. 192 - (UFPB/2003) Num copo, há 100gramas de água (calor específico c=1,0cal/gºC) à temperatura de 30ºC. Desejando-se resfriar a água, coloca-se neste copo 100gramas de gelo (calor latente de fusão L=80cal/g) à temperatura de 0ºC. Considerando-se o copo como um calorímetro de capacidade térmica desprezível, após o equilíbrio térmico a temperatura será de: a) –20ºC b) –10ºC c) 0ºC d) 10ºC e) 20ºC 193 - (UFPR/2003) A uma caneca contendo 50 ml de café, inicialmente a 70 ºC, adicionam-se 5 g de um adoçante, inicialmente a 28 ºC. Considere o calor específico do café igual a 1 cal/(g.ºC), o do adoçante igual a 2 cal/(g.ºC) e a densidade do café igual a 1 g/ml. Despreze as trocas de calor com a caneca e com o ambiente. Determine a temperatura final da mistura, expressando-a em graus Celsius. 194 - (UFAM/2007) O gráfico representa a variação da temperatura de 100 g de um corpo sólido, em função da quantidade de calor recebida por uma fonte que libera energia a uma taxa de 60 Cal/min. Em 4 minutos , a variação de temperatura sofrida pelo corpo é de : a) 60ºC b) 80ºC c) 90ºC d) 50ºC e) 50ºC Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 195 - (UFRN/2000) Flávia foi colocar um prego numa parede e percebeu que ele esquentou após ser golpeado com o martelo. A explicação física para esse fenômeno é: a) Houve, no instante do golpe, transferência da energia térmica, armazenada no martelo, para o prego. b) Parte da energia térmica que o prego possuía armazenada até o instante anterior ao golpe foi liberada quando o martelo o atingiu. c) Parte da energia cinética que o martelo possuía, no instante anterior ao golpe, foi transformada em energia térmica no prego. d) Houve, no instante do golpe, transformação da energia potencial gravitacional do martelo em energia térmica no prego. 196 - (UFRN/2000) Quantidades de massas diferentes de água pura e óleo comum de cozinha (ambas nas mesmas condições de pressão e temperatura), podem ter o(a) mesmo(a) a) capacidade térmica. b) condutividade térmica. c) densidade. d) calor específico. 197 - (UFRN/2000) Num dia quente de verão, sem vento, com a temperatura ambiente na marca dos 38oC, Seu Onório teria de permanecer bastante tempo na cozinha de sua casa. Para não sentir tanto calor, resolveu deixar a porta do refrigerador aberta, no intuito de esfriar a cozinha. A temperatura no interior da geladeira é de aproximadamente 0oC. A análise dessa situação permite dizer que o objetivo de Seu Onório a) será alcançado, pois o refrigerador vai fazer o mesmo papel de um condicionador de ar, diminuindo a temperatura da cozinha. b) não será atingido, pois o refrigerador vai transferir calor da cozinha para a própria cozinha, e isso não constitui um processo de refrigeração. c) será alcançado, pois, atingido o equilíbrio térmico, a cozinha terá sua temperatura reduzida para 19oC. d) não será atingido, pois, com a porta do refrigerador aberta, tanto a cozinha como o próprio refrigerador terão suas temperaturas elevadas, ao receberem calor de Seu Onório. 198 - (PUC RJ/2006) Para descobrir o calor específico por unidade de massa de uma certa substância, misturamos 0,50 kg desta substância, a uma temperatura de 80 ºC, com uma certa massa de água a 20 ºC. A temperatura final do sistema é de 40 ºC. O calor especifico da água é 1,0 cal/g ºC. a) Se a massa de água a 20 ºC utilizada for o dobro, calcule a temperatura final do sistema. b) Calcule o calor específico, por unidade de massa da substância, se a massa de água utilizada em a) for de 1,0 kg. 199 - (UFSC/2003) Em um dia calmo de verão, Paula encontra-se em uma praia sob forte incidência de raios solares. Lembrando-se de que o calor específico da água é bem maior do que o da terra, ela observou atentamente alguns fenômenos, buscando relacioná- los com as explicações e comentários apresentados pelo seu professor de Física para os mesmos. Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. Durante o dia, a temperatura da terra é maior do que a da água porque o calor específico da terra é menor do que o da água. 02. Durante a noite, a temperatura da água é menor do que a da terra porque o calor específico da água é maior do que o da terra. 04. Durante o dia, percebia-se na praia uma brisa soprando da terra para o mar. Uma possível justificativa é porque a massa de ar junto à terra estava mais aquecida do que a massa de ar junto ao mar. 08. Durante a noite, percebia-se na praia uma brisa soprando do mar para a terra. Uma possível justificativa é porque a massa de ar junto ao mar estava mais aquecida do que a massa de ar junto à terra. 16. Após o pôr-do-sol, a água se resfriou mais rapidamente do que a terra, porque o calor específico da água é maior do que o da terra. 32. Após o pôr-do-sol, a terra se resfriou mais rapidamente do que a água do mar, porque o calor específico da água é bem maior do que o da terra. 64. Foi possível observar que a água e a terra apresentaram a mesma temperatura, sempre. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 200 - (UFSCar SP/2002) Um exercício sobre trocas de calor propunha que 235 g de água, a temperatura de 25°C e a pressão de 1 atm, fossem misturadas a 63 g de gelo, à temperatura de –18°C, num calorímetro ideal mantido sob agitação. Para resolvê-lo, um estudante testou as cinco hipóteses seguintes: hipótese resultado dos cálculosm(g) t(°C) 1. Não ocorre mudança de fase 2. Toda a massa de gelo sofre fusão e a água resultante dessa fusão aumenta de temperatura 3. Parte da massa do gelo sofre fusão 4. Parte da massa de água solidifica. 5. Toda a massa de água solidifica e a temperatura do gelo resultante diminui. 66,4 -66,4 19,9 0,9 0,0 0,0 161,8 cgelo = 0,5cal/g°C cágua = 1cal/g°C onde: m = massa que sofre mudança de fase e t = temperatura de equilíbrio. a) Considerando que os cálculos realizados pelo estudante estejam corretos, justifique qual das hipóteses acima fornece um resultado possível de ocorrerexperimentalmente, nas condições propostas pelo exercício. b) Sabendo-se que a temperatura de fusão do gelo é inversamente proporcional à pressão, explique o que ocorreria com a temperatura de equilíbrio e com a massa da substância que sofre mudança de fase, se a pressão no calorímetro fosse superior a 1 atm. Suponha que os valores dos calores específicos e dos calores latentes específicos não dependam da pressão e da temperatura. 201 - (UnB DF/2003) Na situação ilustrada na pintura de Siberechsts (figura I), considere o calor específico da água igual a 1cal/gºC e a capacidade da moringa igual a 4 kg de água. Suponha ainda que o lago tenha fundo plano e horizontal e que, na horizontal, a jovem e a moringa movem-se com velocidade constante. Com relação a essa situação e àquela ilustrada na figura II, julgue os itens a seguir. Figura I – Siberechsts. Mulher transportando água de um lago me moringa. 01. Na gravura de Siberechsts, desprezando-se as forças dissipativas e estando vazia a moringa, o trabalho realizado pela jovem sobre a moringa ao caminhar 2 m será nulo. 02. Supondo que a moringa na situação da figura I contenha água em seu interior até a metade de sua capacidade e que essa água, ao ser agitada pelo caminhar da jovem, tenha sua temperatura aumentada em 0,1 ºC, então o trabalho realizado sobre o sistema moringa-água será menor que 200 cal. 03. Sabendo que a gravura de Debret mostrada na figura II retrata um grupo de escravos descendo uma ladeira, então, nessa situação, o trabalho realizado no transporte das sacas é diferente de zero. 04. Considerando que a gravura de Debret (figura II) representa uma cena que ocorreu no período da tarde, então o fundo da cena está na direção do sul geográfico. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 202 - (UNICE CE/2001) Num mesmo local e ocasião, massas diferentes de água pura são aquecidas lado a lado, em dois recipientes abertos, desde a temperatura ambiente até começarem a ferver. Assinale a alternativa correta em relação aos valores, para os dois recipientes, das: 1. Quantidades de calor recebidas pelas massas de água desde o início do aquecimento até começarem a ferver (despreze quaisquer tipos de perda). 2. Temperaturas finais atingidas pelas massas de água. 3. Densidades (ou massas específicas) das massas de água quando estão fervendo. 1 2 3 a) iguais iguais iguais. b) diferentes diferentes diferentes c) iguais diferentes diferentes. d) diferentes iguais diferentes. e) diferentes iguais iguais. 203 - (UNICE CE/2001) Um forno de microondas opera na voltagem de 120V e corrente de 5,0 A Colocam-se neste forno 200ml de água à temperatura de 25 °C. Admita que toda energia do forno é utilizada para aquecer a água. Para simplificar adote 1,0 cal = 4,0 J. Dados: Densidade da água = 1,0 g/cm3 ,1 cm3 = 1 ml e Calor específico da água = 1,0 cal/g°C. Qual a energia necessária para elevar a temperatura da água a 100°C (em cal). a) 1,4 x 104 b) 1,4 x 105 c) 1,5 x 104 d) 1,5 x 105 e) 1,0 x 104 204 - (UFAM/2007) O gráfico representa a temperatura dois corpos sólidos A e B de massas iguais, em função da quantidade de calor Q recebida. Colocando A a 20º C em contato com B a 100º C e admitindo que a troca de calor só ocorra entre eles, a temperatura final de equilíbrio em ºC é: a) 50 b) 80 c) 60 d) 70 e) 90 205 - (UNIFOR CE/2002) O calor específico do cobre vale 0,092 cal/gºC. Um cilindro maciço de cobre tem massa de 0,50 kg. A capacidade térmica desse cilindro, em cal/ºC, vale: a) 0,18 b) 0,46 c) 1,8 d) 4,6 e) 46 206 - (UNIFOR CE/2002) Suponha que dois pedaços de ferro, A e B, tenham massas tais que mA > mB e considere as afirmações: I. Cedendo-se a mesma quantidade de calor aos dois blocos, B sofrerá maior variação de temperatura. II. Se ambos sofrerem o mesmo abaixamento de temperatura, A libertará maior quantidade de calor. III. O calor específico de A é maior que o de B. IV. A capacidade térmica de A é menor que a de B. SOMENTE são corretas: a) I e II b) II e III c) III e IV d) I, III e IV e) II, III e IV Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 207 - (UFBA/2007) Conta-se que o rei Heron, de Siracusa, encomendou a confecção de uma coroa de ouro e, desconfiado de que o ourives houvesse misturado prata ao ouro, solicitou de Arquimedes que encontrasse um meio de, sem destruir a coroa, identificar quais os materiais que foram usados na sua confecção. Em sala de aula, um professor de Física propôs aos alunos que fizessem uma investigação semelhante à que foi pedida pelo rei Heron, providenciando, para isso, dois cubos aparentemente iguais, com a mesma densidade de massa, sendo um de prata e outro de uma liga metálica revestida por fina camada de prata, de massa desprezível, a fim de que fossem identificados. Por sugestão dos alunos, foi realizado um experimento de transmissão de calor, colocando os cubos previamente aquecidos em dois recipientes iguais, A e B, termicamente isolados, contendo a mesma quantidade de água, e medindo-se as temperaturas nos dois recipientes até que fosse atingido o equilíbrio térmico. Com base nessa experiência e considerando que • os dois cubos, com arestas iguais a 10cm, são aquecidos à temperatura de 60°C e colocados em recipientes com 2 litros de água à temperatura de 20°C; • a prata tem densidade de massa igual a 10,9g/cm3 e calor específico 0,056cal/g°C; • a densidade de massa e o calor específico da água são iguais, respectivamente, a 1,0g/cm3 e a 1,0cal/g°C, calcule a temperatura final no recipiente que contém o cubo de prata e justifique sob que condição esse cubo pode ser identificado. 208 - (UNIFOR CE/2003) Num recipiente de capacidade térmica desprezível misturam-se 200g de água a 10 ºC com 500g de ferro a 140 ºC. Admitindo que não há troca de calor com o meio, a temperatura final de equilíbrio, em ºC, é: Dados: Calor específico da água = 1,0 cal/gºC Calor específico do ferro = 0,12 cal/gºC a) 35 b) 30 c) 40 d) 45 e) 60 209 - (UNIMAR SP/2002) Uma fonte de energia (térmica), de potência constante e igual a 10cal/s , fornece calor a uma massa de 100 g . O gráfico abaixo mostra a variação de temperatura em função do tempo. O calor específico do corpo no estado líquido vale em cal/g°C: a) 0,040 b) 0,030 c) 0,050 d) 0,025 e) n.d.a. 210 - (UNIUBE MG/2003) 210 g de leite, a 25 ºC, são misturados a 70 g de leite, a 15 ºC. Supondo que não seja trocado calor com o meio ambiente, é correto afirmar que a temperatura final da mistura será de: a) 30,0 ºC. b) 15,0 ºC. c) 22,5 ºC. d) 17,5 ºC. 211 - (MACK SP/2003) Um “cubinho” de gelo (c = 0,50 cal/g°) e (Lf = 80 cal/g), de massa 20 g, se encontra inicialmente a –20 °C. A quantidade de calor que esse gelo necessita para atingir a temperatura de 0 °C e derreter totalmente é igual à quantidade de calor que a massa de 100 cm3 de água (c =1,0 cal/(g.°C. e = 1,0 g/cm3) necessita para ter sua temperatura elevada de 20 °C até: a) 26 °C b) 28 °C c) 36 °C d) 38 °C e) 100 °C 212 - (MACK SP/2003) Um chuveiro elétrico de valor nominal (5 400 W-220 V) deve aquecer de 20 °C a água que por ele passa. Para que isso ocorra, a vazão da água deve ser aproximadamente: Dados: Densidade da água = 1 g/cm3 Calor específico da água = 1 cal/(g.°C) 1 cal = 4 J a) 1 litro/minuto b) 2 litros/minuto c) 3 litros/minuto d) 4 litros/minuto e) 5 litros/minuto Prof. Fabricio Scheffer Megalista– Aula 23 Calor sensível 213 - (UDESC/2006) Um bloco de gelo de massa 3,0 kg encontra-se a uma temperatura de -10 °C. Ele é colocado em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, contendo 5,0 kg de água, cuja temperatura é de 35 °C. Sabendo que cágua = 1,0 cal/g°C, cgelo = 0,50 cal/g°C, Lf = 80 cal/g, pode-se afirmar que: a) a temperatura final do sistema será -1,2 °C. b) somente metade da massa do gelo se derreterá. c) somente se derreterá 0,40 kg de gelo. d) sobrará 1,0 kg de gelo sem derreter. e) todo gelo se derreterá. 214 - (MACK SP/2004) Lourdinha coloca, em uma garrafa térmica, o café que acabou de fazer. São 350 g de café [calor específico = 1 cal/(g.°C)] a 86 °C. A garrafa térmica inicialmente estava a 20 °C e o conjunto atinge equilíbrio térmico a 75 °C. A capacidade térmica dessa garrafa é: a) 40 cal/°C b) 50 cal/°C c) 65 cal/°C d) 70 cal/°C e) 75 cal/°C 215 - (UEPG PR/2002) Sobre uma massa de gelo de 0,20 kg a –25°C que recebe uma quantidade de calor igual a 14,5 kcal, assinale o que for correto. Dados: Cgelo = 0,5 cal/g°C Cágua = 1 cal/g°C LF = 80 cal/g LV = 540 cal/g) 01. São necessárias 2,5 kcal para fundir a massa de gelo. 02. São necessárias 2,5 kcal para provocar uma variação de 25°C na temperatura da massa de gelo. 04. A massa de gelo resulta em 0,15 kg de água e 0,05 kg de gelo a 0°C. 08. Para obter-se 0,20 kg de água a 18°C, são necessárias 7,6 kcal adicionais. 16. Após receber 14,5 kcal, a massa de gelo sofre uma mudança de fase, resultando em 0,20 kg de água a 15°C. 216 - (UEPG PR/2002) Um aquecedor elétrico do tipo que é usado para ferver água para café, alimentado a 220 V, faz a temperatura de uma massa de água de 200 g subir 85°C em um minuto, sem perdas de calor para o ambiente (1 cal = 4,2 J); (cágua = 1cal/g°C)Sobre este evento, assinale o que for correto. 01. Esse aquecedor fornece uma potência elétrica de 1.190 W. 02. A corrente elétrica para fornecer a potência necessária ao aquecimento é de 10 A. 04. A energia necessária para aquecer a massa de água é de 71,4 kJ. 08. A temperatura da massa de água sobe 85°C após receber 17 kcal. 16. Se a tensão de alimentação fosse 127 V, esse aquecedor liberaria a energia necessária para aquecer a água, à mesma temperatura, na metade do tempo que ele nisso consome quando alimentado com 220 V. 217 - (UFU MG/2006) 240 g de água (calor específico igual a 1 cal/g.ºC) são aquecidos pela absorção total de 200 W de potência na forma de calor. Considerando J 4 cal 1 , o intervalo de tempo necessário para essa quantidade de água variar sua temperatura em 50 ºC será de a) 1 minuto. b) 3 minutos. c) 2 minutos. d) 4 minutos. 218 - (UEPG PR/2004) Calcule o tempo necessário, em minutos, para fundir 600 g de gelo a 0ºC por meio de um aquecedor de potência 420 W. Considere Lf = 80 cal/g e 1 cal = 4,2 J 219 - (UFAM/2004) Um automóvel, cuja massa vale 1500 kg, trafega a uma velocidade de 10 m/s, quando começa a ser freado lentamente, sem derrapar, até parar em 20 s. Se a capacidade térmica total do sistema de freios for de 2500 J/ºC, qual é o aumento de temperatura dos freios durante a freada? a) 15 ºC b) 25 ºC c) 30 ºC d) 50 ºC e) 40 ºC 220 - (UFAM/2004) Mistura-se a massa de 1 kg de um certo líquido à temperatura T0 com 3 kg do mesmo líquido à temperatura 0 3 T . Depois de estabelecido o equilíbrio térmico, a temperatura final do sistema vale: a) 0T b) 0 3 T c) 0 4 T d) 0 2 T e) 02 3 T Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 221 - (UFAM/2003) O gráfico fornece a quantidade de calor absorvida por três corpos (1, 2 e 3), de mesma massa, em função da temperatura. Com base na figura, pode-se afirmar que os calores específicos 1 2 3, e c c c das substâncias que constituem esses corpos satisfazem a seguinte relação: a) 1 3 2c c c . b) 1 2 3c c c . c) 2 1 3c c c . d) 3 2 1c c c . e) 2 3 1c c c . 222 - (UEL PR/2007) Uma pessoa, ao iniciar o preparo do almoço, percebeu que só tinha disponível uma embalagem com 500g de bifes de carne congelada, ambos a 18ºC negativos. Ela resolveu descongelar a carne expondo a embalagem ao Sol. Admitindo que neste dia e horário a intensidade da radiação solar que incide sobre a embalagem seja de 25 calorias por segundo (25 cal/s), assinale a alternativa que indica o tempo necessário para que a embalagem e seu conteúdo tenham suas temperaturas de 18ºC negativos elevadas para 15ºC positivos. (Considere que toda a energia incidente na embalagem e no seu conteúdo seja transformada em calor e que o calor específico do conjunto seja de 0,91 cal / g ºC): a) 1 minuto b) 5 minutos c) 10 minutos d) 15 minutos e) 20 minutos 223 - (UFMA/2007) Maria e João estavam acampados numa praia de São Luís onde a temperatura ambiente era de 35°C ao meio dia. Nesse momento, verificaram que dois litros de água mineral estavam na temperatura ambiente. Resolveram então baixar a temperatura da água, colocando-a num recipiente de isopor juntamente com 200g de gelo a – 4°C. Após a fusão de todo o gelo, e estabelecido o equilíbrio térmico da mistura, a temperatura da água era aproximadamente: Dados: Lgelo = 80cal/g; cgelo = 0,5cal/gºC; cágua = 1,0 cal/gºC a) 26,9°C b) 22,3°C c) 24,4°C d) 20,3°C e) 29,4°C 224 - (UFMG/2004) Júlia coloca uma esfera de cobre e uma de alumínio, ambas de mesma massa e à mesma temperatura, sobre um bloco de gelo. Após um certo tempo, ela observa que essas esferas permanecem em equilíbrio nas posições indicadas nesta figura: Todas as dimensões estão representadas em escala na figura. Sejam dCu e dAl as densidades e cCu e cAl os calores específicos, respectivamente, do cobre e do alumínio. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que: a) dCu < dAl e cCu > cAl . b) dCu > dAl e cCu < cAl . c) dCu < dAl e cCu < cAl . d) dCu > dAl e cCu > cAl . 225 - (UFMS/2004) Em um grande recipiente de capacidade térmica desprezível, há água à temperatura de 40ºC. O volume desse líquido é aumentado misturando-se água à temperatura de 70ºC. Considerando o calor específico da água como sendo 1,0cal/gºC e que as trocas de calor ocorram apenas entre as partes líquidas, é correto afirmar que: a) a temperatura de equilíbrio poderá ultrapassar 70ºC se o aumento de volume for muito grande. b) a temperatura de equilíbrio será de 42ºC se o aumento de volume for de 20%. c) a temperatura de equilíbrio será diferente se, em todo o experimento, for utilizado outro líquido que não a água. d) o calor específico da água é igual a 5/9cal/gºF. e) a temperatura de equilíbrio será de 104ºF se o aumento de volume for de 20%. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 226 - (UFMS/2004) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. A água só se evapora quando está à temperatura de 100ºC. 02. Um objeto pode dar a sensação de estar mais quente do que outro mesmo estando à mesma temperatura. 04. Tesla é uma unidade de pressão no sistema internacional de medidas. 08. Em campo elétrico uniforme, as superfícies equipotenciais são planos paralelos entre si. 16. Em uma associação de resistores em paralelo, a resistência equivalente será sempre maior que a maior resistência participante da associação. 227 - (UEL PR/2007) Uma pessoa adulta, fazendo uma caminhada em ritmo acelerado durante 30 minutos, dissipa uma quantidade de energia equivalente a de uma lâmpada de 400 W. As quantidades de quilocalorias e de massa de gordura consumidas na atividade serão, respectivamente: (Considere o valor energéticode massa de gordura sendo de 9,0 Kcal / g e 1,0 cal = 4,0 J) a) 2,16 . 104 J e 40 g b) 2,16 . 104 Kcal e 20 g c) 1,40 . 106 J e 30 g d) 1,80 . 102 Kcal e 20 g e) 1,80 . 102 Kcal e 30 g 228 - (UNICAMP SP/2004) As temperaturas nas grandes cidades são mais altas do que nas regiões vizinhas não povoadas, formando “ilhas urbanas de calor”. Uma das causas desse efeito é o calor absorvido pelas superfícies escuras, como as ruas asfaltadas e as coberturas de prédios. A substituição de materiais escuros por materiais alternativos claros reduziria esse efeito. A figura mostra a temperatura do pavimento de dois estacionamentos, um recoberto com asfalto e o outro com um material alternativo, ao longo de um dia ensolarado. a) Qual curva corresponde ao asfalto? b) Qual é a diferença máxima de temperatura entre os dois pavimentos durante o período apresentado? c) O asfalto aumenta de temperatura entre 8h00 e 13h00. Em um pavimento asfaltado de 10.000 m2 e com uma espessura de 0,1 m, qual a quantidade de calor necessária para aquecer o asfalto nesse período? Despreze as perdas de calor. A densidade do asfalto é 2.300 kg/m3 e seu calor específico é C = 0,75kJ/kgoC . 229 - (UNIFOR CE/2003) Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, onde já estavam 200 g de água a 31 °C, foi jogado um cubo de 500 g de certo material resfriado a 0 °C. Atingido o equilíbrio térmico, verificou-se que a temperatura do conjunto era de 20 °C. Observando a tabela acima de calores específicos de algumas substâncias, pode-se afirmar corretamente que esse cubo é totalmente formado por: a) alumínio. b) prata. c) ferro. d) cobre. e) chumbo. 230 - (PUC SP/2007) O gráfico seguinte representa um trecho, fora de escala, da curva de aquecimento de 200 g de uma substância, aquecida por uma fonte de fluxo constante e igual a 232 cal/min Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível Sabendo que a substância em questão é uma das apresentadas na tabela abaixo, o intervalo de tempo t é, em minutos, um valor 980,43 Benzeno 1600,58 Etílico Álcool 940,49 acético Acido 1200,52 Acetona 5401,0 Água (cal/g) Ebulição de LatenteCalor C)(cal/g.º líquido estado no específico Calor Substância a) acima de 130. b) entre 100 e 130. c) entre 70 e 100. d) entre 20 e 70. e) menor do que 20. 231 - (UEPB/2007) O físico inglês James P. Joule, ao realizar medidas muito cuidadosas e repetindo-as inúmeras vezes, conseguiu obter uma relação entre energia mecânica e energia térmica. Um problema de aplicação deste tipo de relação é apresentado a seguir: Um projétil de 1,0 x 10-2 kg é disparado e penetra em 500 g de um líquido extremamente viscoso de calor específico 2,5 J/Kg ºC, que está contido num recipiente de capacidade térmica desprezível a 10 ºC. Sabendo-se que, ao penetrar no líquido, o projétil logo vai ao repouso e provoca nesse líquido, uma elevação de temperatura de 2,5 ºC, pode-se afirmar que a velocidade com que o projétil penetra no líquido é: a) 1,50 m/s b) 55,9 m/s c) 40,0 m/s d) 0,50 m/s e) 25,0 m/s 232 - (FMTM MG/2004) Com respeito ao calor e suas manifestações, analise as informações: I. calor é a energia potencial térmica e calor específico de uma substância é a energia que se deve fornecer a ela, para que sua temperatura se eleve de 1 K; II. o calor que é liberado numa combustão vem da diminuição da energia interna do sistema combustível + oxigênio; III. no efeito estufa, as radiações infravermelhas tendem a ficar aprisionadas nas camadas inferiores da atmosfera, aumentando a temperatura ambiente. Está correto o contido em a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 233 - (FUVEST SP/2002) Uma caixa d’água C, com capacidade de 100 litros, é alimentada, através do registro R1, com água fria a 15°C, tendo uma vazão regulada para manter sempre constante o nível de água na caixa. Uma bomba B retira 3 l/min de água da caixa e os faz passar por um aquecedor elétrico A (inicialmente desligado). Ao ligar-se o aquecedor, a água é fornecida, à razão de 2 l/min, através do registro R2 para uso externo, enquanto o restante da água aquecida retorna à caixa para não desperdiçar energia. No momento em que o aquecedor, que fornece uma potência constante, começa a funcionar, a água, que entra nele a 15°C, sai a 25°C. A partir desse momento, a temperatura da água na caixa passa então a aumentar, estabilizando-se depois de algumas horas. Desprezando perdas térmicas, determine, após o sistema passar a ter temperaturas estáveis na caixa e na saída para o usuário externo: a) A quantidade de calor Q, em J, fornecida a cada minuto pelo aquecedor. b) A temperatura final T2, em °C, da água que sai pelo registro R2 para uso externo. c) A temperatura final TC, em °C, da água na caixa. 234 - (FUVEST SP/2003) Dois recipientes iguais, A e B, contêm, respectivamente, 2,0 litros e 1,0 litro de água à temperatura de 20ºC. Utilizando um aquecedor elétrico, de potência constante, e mantendo-o ligado durante 80s, aquece-se a água do recipiente A até a temperatura de 60ºC. A seguir, transfere-se 1,0 litro de água de A para B, que passa a conter 2,0 litros de água à temperatura T. Essa mesma situação final, para o recipiente B, poderia ser alcançada colocando- se 2,0 litros de água a 20ºC em B e, a seguir, ligando- se o mesmo aquecedor elétrico em B, mantendo-o ligado durante um tempo aproximado de: a) 40s b) 60s c) 80s d) 100s e) 120s Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 235 - (UFOP MG/2006) Um bloco de alumínio de massa 1,0kg é aquecido a 100ºC e mergulhado em 1,4 litros de água a 20ºC . Sabendo-se que a densidade da água é de 1,0 g/cm3 e que os calores específicos da água e do alumínio são respectivamente de 1,0 cal/gº C e 0, 2 cal/gº C, então a temperatura de equilíbrio do sistema é de: a) 60º C b) 50º C c) 40º C d) 30º C 236 - (FUVEST SP/2005) Um fogão, alimentado por um botijão de gás, com as características descritas no quadro abaixo, tem em uma de suas bocas um recipiente com um litro de água que leva 10 minutos para passar de 20 ºC a 100 ºC. Para estimar o tempo de duração de um botijão, um fator relevante é a massa de gás consumida por hora. Mantida a taxa de geração de calor das condições acima, e desconsideradas as perdas de calor, a massa de gás consumida por hora, em uma boca de gás desse fogão, é aproximadamente: a) 8 g b) 12 g c) 48 g d) 320 g e) 1920 g 237 - (PUC RS/2004) Quando a água passa numa tubulação horizontal de uma secção de 4,0cm de diâmetro para outra secção de 2,0cm de diâmetro, a) sua velocidade diminui. b) sua velocidade não se altera. c) a pressão diminui. d) a pressão aumenta. e) a pressão não se altera. 238 - (UFRN/2007) Numa aula prática de Termologia, o professor realizou a demonstração a seguir: quente. chapa uma sobre pientes -reci esses colocou seguida, em iii. piente; -reci cada em um colocou e cos -idênti stermômetro dois pegou ii. ;superiores partes srespectiva e laterais suas em micamente -ter isolados pirex, vidro de tes -recipien dois em te,pectivamen -res a,temperatur mesma à óleo, e água de iguais massas colocou .i Passado algum tempo, o professor mostrou para seus alunos que o termômetro do recipiente com óleo exibia um valor de temperatura maior que o do recipiente com água, conforme ilustrado na figura ao lado. Considerando-se que a água e o óleo receberam a mesma quantidade de calorda chapa quente, é correto afirmar que a temperatura do óleo era mais alta porque a) a condutividade térmica da água é igual à do óleo. b) a condutividade térmica da água é maior que a do óleo. c) o calor latente da água é igual ao do óleo. d) o calor específico da água é maior que o do óleo. 239 - (UFRN/2007) Um cliente assíduo de uma cafeteria só gosta de tomar café frio. Por isso, sempre que lhe servem uma xícara de café quente, para apressar o processo de resfriamento, ele sopra a superfície do líquido até diminuir a temperatura. Baseado no modelo cinético molecular, ele consegue esfriar o café porque, ao soprá-lo, a) diminui o calor específico do líquido. b) aumenta o processo de condensação do líquido. c) diminui o calor latente do líquido. d) aumenta o processo de evaporação do líquido. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 240 - (UFRR/2007) Temos 200g de H2O a 52ºC misturada com 80g de H2O a 10ºC. A mistura é colocada em um recipiente de 200ml de volume e termicamente isolada do meio externo. Considerando que não ocorre troca de calor das massas com as paredes do recipiente, a temperatura final do sistema é: a) 32ºC b) 132ºC c) 80ºC d) 52ºC e) 40ºC 241 - (UEL PR/2005) Quando passamos álcool sobre a nossa pele, sentimos que a região em contato com o álcool se esfria. Sobre esta sensação de frio, é correto afirmar: a) Sentimos frio porque o álcool evapora e retira calor da pele na região em que o álcool foi passado. b) Por ter baixo calor específico, o álcool abaixa a temperatura do ar em contato com a pele. c) O álcool aumenta a condutividade térmica do ar, abaixando sua temperatura. d) O calor latente de ebulição provoca uma diminuição da temperatura do álcool, esfriando a pele. e) O álcool em contato com o ar dilata-se e aumenta seu calor específico, evaporando a uma temperatura menor. 242 - (UEM PR/2005) Ao nível do mar, uma pedra de gelo de massa m gramas, a 20ºC, recebeu 7.400 calorias de uma fonte quente e, após 4 minutos e 19 segundos, apresentou-se sob a forma de vapor de água, a 120ºC. Assinale o que for correto. 01. A massa m é igual a 10 g. 02. A potência da fonte quente é 28,6 W. 04. Após receber 900 cal, a pedra de gelo derreteu completamente e a massa m transformou- se em água líquida a 0ºC. 08. A massa m de água líquida a 0ºC recebeu 1 kcal para elevar sua temperatura a 100ºC. 16. A massa m de água líquida a 0ºC recebeu 5.500 cal para transformar-se completamente em vapor de água a 100ºC. 32. A massa m de vapor de água a 100ºC recebeu 200 cal para elevar sua temperatura a 120ºC. 64. Das 7.400 cal fornecidas pela fonte quente à massa m, 1.200 cal foram utilizadas para elevar sua temperatura de 20ºC a 120ºC e 6.200 cal foram utilizadas para mudar seu estado de gelo para água líquida e de água líquida para vapor de água. 243 - (PUC RS/2006) Uma fonte térmica de potência constante e igual a 360 cal/min começa a fornecer calor a um sistema de massa 200 g e temperatura 20ºC que se encontra na fase líquida. O gráfico abaixo descreve o comportamento da temperatura do sistema em função do tempo. A partir da análise dos dados fornecidos no gráfico, pode-se afirmar corretamente que o calor específico na fase líquida e o calor latente de vaporização do sistema são, respectivamente: a) 0,030 cal/gºC ; 18 cal/g b) 0,030 cal/gºC ; 3,6 cal/g c) 0,045 cal/gºC ; 1,8 cal/g d) 0,060 cal/gºC ; 18 cal/g e) 0,060 cal/gºC ; 36 cal/g 244 - (UESPI/2005) Considere a mistura de 200 g de água pura inicialmente a uma temperatura de 40 ºC, com 200 g de gelo a 0 ºC, num recipiente termicamente isolado e de capacidade térmica desprezível. Após decorrido um dado tempo t, onde há equilíbrio térmico, verificou-se que metade do gelo ainda flutuava na água. Sabe-se que o calor específico da água é igual a 1,0 cal/g ºC, enquanto que o calor latente de fusão do gelo é igual a 80 cal/g. Nestas circunstâncias, qual é a temperatura final da mistura no tempo t, medida em Celsius? a) 5 b) 0 c) 5 d) 20 e) 40 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 245 - (UFAC/2004) ‘Um bloco de cobre é aquecido continuamente, até que atinge seu ponto de fusão (ou ponto líquido) e o cobre líquido continua a ser aquecido. Durante todo o processo, o sistema recebeu a mesma quantidade de calor por unidade de tempo. O gráfico que melhor descreve a variação de temperatura do bloco com o tempo é: a) b) c) d) e) n.d.a 246 - (UFT TO/2007) Após mergulharem em uma piscina e, em seguida, saírem dela, Daniel e André fazem observações sobre o que cada um deles sentiu durante aquela experiência. Daniel disse: “Quando mergulhei, imediatamente senti frio, devido à transmissão de calor, por condução, do meu corpo para a água da piscina.” André afirmou: “Assim que saí da piscina, senti frio devido ao calor latente de vaporização da água.” Considerando-se as duas situações descritas, é CORRETO afirmar que a) apenas a observação de André está certa. b) apenas a observação de Daniel está certa. c) ambas as observações estão certas. d) nenhuma das duas observações está certa. 247 - (PUC SP/2006) Um bloco de chumbo de massa 1,0 kg, inicialmente a 227 ºC, é colocado em contato com uma fonte térmica de potência constante. O gráfico mostra como varia a quantidade de calor absorvida pelo bloco em função do tempo. O bloco de chumbo é aquecido até que ocorra sua fusão completa. O gráfico da temperatura em função do tempo, que descreve o processo sofrido pelo chumbo é a) b) c) d) e) 248 - (FGV/2005) Um suco de laranja foi preparado em uma jarra, adicionando- se a 250 mL de suco de laranja a 20°C, 50 g de gelo fundente. Estabelecido o equilíbrio térmico, a temperatura do suco geladoera, em °C, aproximadamente, Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível Dados: calor específico da água = 1 cal/g°C calor específico do suco de laranja = 1 cal/g°C densidade do suco de laranja = 1 x 103 g/L calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g a) 0,5. b) 1,2. c) 1,7. d) 2,4. e) 3,3. 249 - (UFV MG/2007) No interior de um calorímetro de capacidade térmica desprezível, são misturados 120 g de gelo a 15 °C e 5 g de água líquida a 20 °C. O calorímetro é mantido hermeticamente fechado, à pressão interna de 1,0 atm, condição em que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g, os calores específicos do gelo e da água líquida são, respectivamente, 0,5 cal/(g °C) e 1,0 cal/(g °C), e a temperatura de fusão do gelo é 0 °C. É CORRETO concluir, então, que, na situação de equilíbrio térmico, haverá no interior do calorímetro: a) apenas água líquida, à temperatura acima de 0 °C. b) água líquida e gelo, à temperatura de 0 °C. c) apenas gelo, à temperatura de 0 °C. d) apenas gelo, à temperatura abaixo de 0 °C. e) apenas água líquida, à temperatura de 0 °C. 250 - (ITA SP/2005) Inicialmente 48g de gelo a 0°C são colocados num calorímetro de alumínio de 2,0g , também a 0°C. Em seguida, 75g de água a 80°C são despejados dentro desse recipiente. Calcule a temperatura final do conjunto. Dados: calor latente do gelo Lg = 80cal/g, calor específico da água cH2O = 1,0 cal g –1 °C–1, calor específico do alumínio cA = 0,22 cal g–1 °C–1. 251 - (MACK SP/2005) Na festa de seu aniversário, o aniversariante comeu salgadinhos e bebeu refrigerantes, ingerindo o total de 2 000 kcal. Preocupado com o excesso alimentar, ele pensou em perder as “calorias” adquiridas, ingerindo água gelada a 12 ºC, pois,estando o interior de seu organismo a 37 ºC, as “calorias” adquiridas seriam consumidas para aquecer a água. Admitindo que seu raciocínio esteja correto, o volume de água a 12 ºC que deve beber é: Dados: Calor específico da água = 1 cal/gºC Densidade da água = 1 g/cm3 a) 60 litros. b) 65 litros. c) 70 litros. d) 80 litros. e) 90 litros. 252 - (FCM MG/2012) A figura abaixo mostra dois objetos metálicos, homogêneos, de mesmo material, cujas dimensões estão destacadas. Colocando-se os 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. 253 - (MACK SP/2005) Em um experimento, dispõe-se de um bloco metálico de capacidade térmica 80 cal/ºC, à temperatura de 100 ºC. Esse bloco é colocado no interior de um calorímetro de capacidade térmica 8 cal/ ºC, que contém 200 g de água ( c = 1 cal/gºC ) a 20 ºC. Sabendo que o equilíbrio térmico ocorre a 40 ºC, podemos afirmar que a quantidade de energia térmica dissipada pelo calorímetro foi de: a) 280 cal b) 340 cal c) 480 cal d) 520 cal e) 640 cal 254 - (UEG GO/2006) Quatrocentos gramas de uma substância evaporam- se completamente. O calor latente no processo de evaporação é de 100 cal/g. Se o processo de evaporação ocorre em 1.672 segundos, qual é a potência consumida durante o processo? (Dado: 1 cal = 4,18 J) Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 255 - (UNIMONTES MG/2007) Num calorímetro de capacidade térmica 10,0 cal/ºC, tem-se uma substância líquida de massa 200g e calor específico de 0,2 cal/gºC, a 60 ºC. Adicionando-se nesse calorímetro uma massa de 100g e de calor específico 0,1 cal/gºC, à temperatura de 30ºC, a temperatura de equilíbrio será de a) 55ºC. b) 45ºC. c) 30ºC. d) 70ºC. 256 - (UFU MG/2006) Misturam-se N elementos diferentes dentro de um recipiente de paredes adiabáticas (calorímetro). Supondo que não ocorra nenhuma mudança de fase e, desprezando-se as trocas de calor entre os elementos e as paredes do calorímetro, pode-se determinar a temperatura final do sistema, por meio da relação 0Q ... Q Q N21 , onde ) mc( Q inicial final , desde que sejam conhecidos: I. a temperatura inicial de cada elemento ) ( inicial . II. o calor específico de cada elemento (c). III. a massa de cada elemento (m). Se, devido a um defeito no calorímetro, houver perda de calor para o meio externo, a soma QN ... Q2 Q1 será sempre a) positiva ou negativa, dependendo da quantidade de calor trocado dentro do calorímetro. b) positiva. c) igual a zero. d) negativa. 257 - (UNIOESTE PR/2007) Sobre o conceito de temperatura e os processos que envolvem transferência de calor, é correto afirmar que: a) Se dois corpos a temperaturas diferentes são colocados em contato, ocorre transferência de calor entre eles até que o estado de equilíbrio térmico seja atingido. Este estado de equilíbrio térmico ocorrerá quando os corpos contiverem a mesma quantidade de calor. b) Um corpo sólido possui uma capacidade térmica de 8 cal/oC. Para que sua temperatura varie 20oC, é necessário que lhe seja fornecida uma quantidade mínima de calor igual a 160 joules. c) Recentemente uma intensa onda de calor atingiu os Estados Unidos. Um noticiário de televisão divulgou que a temperatura chegou a 113 graus Fahrenheit. Esta temperatura corresponde a 40 graus Celsius. d) Em um recipiente termodinamicamente isolado, mistura-se 50 g de água a 0oC com 250 g de água a 90oC. A temperatura de equilíbrio será de 75oC. e) A temperatura expressa a quantidade de calor contida em um objeto. 258 - (UFG GO/2007) Uma “bala perdida” disparada com velocidade de 200,0 m/s penetrou na parede ficando nela incrustada. Considere que 50% da energia cinética da bala foi transformada em calor, ficando nela retida. A variação de temperatura da bala, em °C, imediatamente ao parar, é Considere: Calor específico da bala: 250 J/kgºC a) 10 b) 20 c) 40 d) 80 e) 160 259 - (UNIOESTE PR/2007) A figura abaixo mostra o gráfico da temperatura T de uma substância como função da quantidade de calor Q recebida, mantendo-se a pressão constante. A massa desta substância, inicialmente líquida, é de 100 g e sua temperatura inicial é 0oC. Sabendo-se que o calor específico da fase líquida é 0,20 cal/(g oC) e da fase gasosa é 0,040 cal/(goC), é correto afirmar que: a) Quando a substância na fase líquida atingir a temperatura de 80,0oC, terá recebido uma quantidade de calor igual a 1600 joules. b) Mantendo-se a pressão constante, a temperatura de fusão desta substância é de 80,0oC. c) A temperatura aumenta linearmente enquanto a substância passa da fase líquida para a fase gasosa. d) Quando a quantidade de calor fornecida totalizar Q = 4600 cal, a temperatura da substância será de 320oC. e) O calor latente de vaporização é de 14 cal/g. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 260 - (ESPCEX/2011) Dois blocos metálicos de materiais diferentes e inicialmente à mesma temperatura são aquecidos, absorvem a mesma quantidade de calor e atingem uma mesma temperatura final sem ocorrer mudança de fase. Baseado nessas informações, podemos afirmar que eles possuem o(a) mesmo(a): a) Densidade. b) Calor específico. c) Volume. d) Capacidade térmica. e) Massa. 261 - (UEPB/2006) Uma pessoa utiliza-se de um aquecedor elétrico de imersão, de potência constante e igual a 0,84 kW para aquecer 2000 cm3 de água numa panela metálica de 500 g de massa, até atingir o ponto de ebulição, sob pressão normal. Sabe-se que a temperatura inicial do conjunto (panela + água) está a 20ºC e que a panela e a água estão sempre em equilíbrio térmico entre si. Considerando que cmetal = 0,20 cal/gºC, dágua =1g/cm3, cágua = 1,0 cal/gºC, 1 caloria = 4,2 joules e admitindo que apenas o referido conjunto recebeu calor do aquecedor, o tempo mínimo necessário para se atingir o objetivo em minutos é: a) 24 b) 1,4 c) 14 d) 12 e) 3,0 262 - (EFOA MG/2004) O organismo de um ciclista pedalando a 15,0 km/h produz energia a uma taxa de 5,70 kcal/min. A eficiência do corpo humano para realizar trabalho muscular é igual a 20%. Considerando a evaporação do suor como o único mecanismo de regulação da temperatura corporal, e que a parte do suor que evapora é composta exclusivamente de água, a massa de suor que deverá evaporar, por minuto, para manter a temperatura do ciclista fixa é: (O calor latente de vaporização da água é 570 cal/g). a) 8,00 g/min b) 80,0 g/min c) 0,80 g/min d) 0,08 g/min e) 800 g/min 263 - (FATEC SP/2005) Uma torneira elétrica tem potência constante 4,2103 W ou 1,0103 cal/s. Deseja-se elevar de 10ºC a temperatura da água que passa por essa torneira. Considerando-se o calor específico da água 1,0 cal/gºC, a massa de água que deverá passar pela torneira num segundo é, em gramas, a) 10. b) 100. c) 200. d) 400. e) 800. 264 - (FATEC SP/2005) Na tabela é possível ler os valores do calor específico de cinco substâncias no estado líquido, e no gráfico é representada a curva de aquecimento de 100 g de uma dessas substâncias. A curva de aquecimento representada é a a) da água. b) do álcool etílico. c) do ácido acético. d) da acetona. e) do benzeno. 265 - (FEI SP/2004) Para se determinar o calor especifico de um material, utilizou-se um calorímetroideal com 100g de água a 20ºC. Um corpo deste material com 200g a uma temperatura de 100ºC foi misturado à água. Após certo tempo, estabelecido o equilíbrio térmico, verificou-se uma temperatura de 50ºC. Qual o calor específico do material? Adotar g=10m/s2 a) c = 0,1cal/gºC b) c = 0,2cal/gºC c) c = 0,3cal/gºC d) c = 0,4cal/gºC e) c = 0,5cal/gºC Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 266 - (FEI SP/2004) Por um chuveiro elétrico passa 0.05 /s de água. Sabendo-se que a temperatura da água antes da passagem pelo chuveiro é 20ºC e após passar pelo chuveiro a temperatura sobe para 40ºC, determinar: (OBS: utilizar 1 cal = 4J; desprezar perdas; considerar 1 = 1kg) Adotar g=10m/s2 A potência do chuveiro. a) 4000 W b) 5000 W c) 6000 W d) 7500 W e) 8000 W 267 - (FMTM MG/2005) Em sua casa no litoral, uma senhora, desejando fazer um café fresquinho, acabara de desligar o fogo sob a chaleira que continha água fervente a 100ºC, quando avistou pela janela a chegada de algumas amigas. Imediatamente, pensando em fazer um pouco mais de café, acrescentou mais água à chaleira, esquecendo-se, no entanto, de reacender o fogo. Quando se deu conta de que o fogo estava desligado, a água contida na chaleira já havia atingido o equilíbrio térmico, a 80ºC. Despreze as perdas de calor para o ambiente e suponha ser a capacidade térmica da chaleira desprezível. a) Determine a massa de água, em g, adicionada aos 600 mL que estavam contidos inicialmente na chaleira. Dados: densidade da água = 1 g/mL calor específico da água = 1 cal/(gºC) temperatura da água acrescentada = 20ºC b) Se o fato tivesse ocorrido nas altitudes do Triângulo Mineiro, a temperatura de equilíbrio teria sido maior, menor ou igual aos 80ºC? Justifique sua resposta. 268 - (FURG RS/2005) O gráfico representa a temperatura de 10 g de um líquido, inicialmente a 0º C, em função do calor absorvido por ele. Quais são, respectivamente, os valores do calor específico, calor de vaporização e temperatura de ebulição do líquido? a) C90º e g cal60 , Cºg cal2,0 b) C90º e g cal300 , Cºg cal5,0 c) C60º e g cal60 , Cºg cal5,0 d) C60º e g cal300 , Cºg cal0,5 e) C60º e g cal600 , Cºg cal0,10 269 - (PUC SP/2005) Um anel metálico de massa 150 g, inicialmente à temperatura de 160ºC, foi colocado em uma cavidade feita na parte superior de um grande bloco de gelo em fusão, como mostrado na figura. Após o equilíbrio térmico ser atingido, verificou-se que 30 cm3 de gelo se fundiram. Considerando o sistema (gelo-anel) termicamente isolado, o calor específico do metal que constitui o anel, em cal/g ºC é Dados: calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g; densidade do gelo: 0,92 g/cm3. a) 0,050 b) 0,092 c) 0,096 d) 0,10 e) 1,0 270 - (UEG GO/2005) O filme Titanic baseou-se em uma história real: existiu um grande navio, com esse nome, que afundou após colidir com um iceberg. Um iceberg (ice = gelo, berg = pedra ou rochedo) é um bloco de gelo flutuando na água. Tendo como referência o fato de que um iceberg flutua na água do mar, é CORRETO afirmar: a) É a salinidade marinha a razão pela qual um iceberg flutua. b) Na passagem do estado líquido para o estado sólido, uma certa massa de água aumenta seu volume. c) A flutuação do iceberg é devida ao grau de porosidade do gelo de que ele é feito. d) A maior salinidade do gelo do iceberg explica por que ele flutua. e) Ainda não existe uma explicação consensual para o fenômeno da flutuação dos icebergs encontrados no mar. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 271 - (UFAM/2005) Deixa-se cair uma pedra de gelo com massa de 10kg à temperatura de 0 ºCde uma altura de 7m sobre uma piscina, cuja água está a esta mesma temperatura. Considerando que toda a energia potencial gravitacional da pedra de gelo seja convertida em calor durante o impacto com a água, a massa de gelo derretida imediatamente após o impacto é de: (Considere o calor latente de fusão do gelo, em Joules, kg/J105,3L 5f e a aceleração da gravidade, g = 10m/s2) a) 2105 kg b) 2102 kg c) 2103 kg d) 2104 kg e) 2101 kg 272 - (UFBA/2005) Duas esferas metálicas, A e B, de massas iguais e confeccionadas com materiais diferentes são colocadas perto de fontes idênticas de calor. As duas esferas recebem a mesma quantidade de calor e, após isso, são isoladas até atingirem o equilíbrio termodinâmico. Verifica-se que a variação da temperatura de A é duas vezes maior do que a de B. Defina o calor específico, identificando todas as grandezas envolvidas nessa definição, e indique a razão entre os calores específicos das esferas A e B. 273 - (UFF RJ/2005) Um sistema básico de aquecimento de água por energia solar está esquematizado na figura abaixo. A água flui do reservatório térmico para as tubulações de cobre existentes no interior das placas coletoras e, após captar a energia solar, volta ao reservatório pelo outro trecho do encanamento. A caixa de água fria alimenta o reservatório, mantendo-o sempre cheio. Suponha que em um determinado instante o reservatório tenha em seu interior 200 litros de água, em equilíbrio térmico. Dados: . massa específica da água = 1,0 kg / litro . calor específico da água c = 1,0 cal /g ºC . 1,0 cal = 4,2 J a) Determine a quantidade de calor absorvida por esse volume de água para que sua temperatura aumente 20 ºC, supondo que não haja renovação da água do reservatório. b) Estime o tempo necessário para este aquecimento, em horas. Para isto, considere que a potência solar incidente nas placas coletoras seja de 4,2 kW e que, devido a perdas, apenas 40% dessa potência seja utilizada no aquecimento da água. 274 - (UFPA/2005) Leia atentamente o texto a seguir. João Batista, nascido e criado às margens do rio Tuandeua, viveu uma infância típica de ribeirinho amazônida. A simplicidade da vida não embotou sua curiosidade pelos fenômenos naturais. Ao contrário, com a ajuda de pessoas como Seu Genésio, mestre construtor de embarcações, João deu asas às suas inquietações, avançou nos estudos e, mais tarde, formou-se professor de Ciências. A questão a seguir apresenta situações em que a Física se faz necessária para explicar alguns fenômenos vivenciados por João Batista. Apesar da vida ribeirinha, João não ficou alheio aos avanços tecnológicos, nem às informações atualizadas que hoje chegam a qualquer lugar, via satélite, por meio de parabólicas. Em um forno microondas João colocou um vasilhame com 1,5 kg de água a 20 ºC. Mantendo o forno ligado por 10 minutos, a temperatura da água aumentou para 80 ºC. A representação gráfica do desempenho do forno indicada pelo calor fornecido (calorias) em função do tempo (segundos) é mais bem representado pela linha: (Considere que toda a energia produzida pelo forno foi absorvida pela água na forma de calor e que o calor específico da água = 1 cal/g.ºC) a) A b) B c) C d) D e) E Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 275 - (UFPE/2005) Com o objetivo de melhorar de uma contusão, um atleta envolve sua coxa com uma bolsa com 500 g de água gelada a 0 ºC. Depois de transcorridos 30 min, a temperatura da bolsa de água atinge 18ºC. Supondo que todo o calor absorvido pela água veio da coxa do atleta, calcule a perda média de calor por unidade de tempo, em cal/s. a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 276 - (UFRN/2005) Professor Jaulito mora à beira de um precipício de 100 m de desnível. Ele resolveu, então, tirar vantagemde tal desnível para tomar água gelada. Para tal, enrolou uma corda na polia do compressor de um pequeno refrigerador, passou-a por uma roldana, amarrou, na outra extremidade da corda, uma pedra de massa 10 kg e jogou-a precipício abaixo, conforme representado na figura. Com esse experimento, Professor Jaulito consegue resfriar 50 g de água, que estava inicialmente a 25ºC, para 5ºC. Suponha-se que: · todo o trabalho realizado pelo peso da pedra na queda é convertido em trabalho no compressor; · a eficiência do refrigerador é de 40%; · o calor específico da água é 1 cal/gºC; · o valor da aceleração da gravidade no local é 10 m/s2; · todas as forças resistivas são desprezíveis. As informações e expressões necessárias para os cálculos envolvidos são as seguintes: trabalho realizado pela força gravitacional sobre um corpo de massa mgh : m , em que g é a aceleração da gravidade e h variação de altura que o corpo sofre; quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo de massa cm Q : m cc , em que c é seu calor específico e é a variação de temperatura sofrida pelo corpo; eficiência de um refrigerador: Q e . Com base no exposto, atenda às solicitações abaixo: a) Calcule o trabalho realizado pelo peso da pedra. b) Calcule a quantidade de calor cedida pelos 50 g de água durante a queda da pedra. c) Calcule o equivalente mecânico do calor que se pode obter a partir dos resultados desse experimento. 277 - (UFRRJ/2005) As atividades musculares de um tri-atleta exigem, diariamente, muita energia. Veja na tabela a representação desses valores. Corrida (15 km) Natação (5km) Bike (20 km) 80 (kcal) 240 (kcal) 160 (kcal) Um alimento concentrado energético produz, quando metabolizado, 4000cal para cada 10g ingeridos. Para as atividades físicas, o atleta, em um dia, precisará ingerir: a) 1,2 kg b) 2,4 kg c) 3,2 kg d) 2,8 kg e) 3,6 kg 278 - (UNESP/2005) O gráfico representa a temperatura em função do tempo de um líquido aquecido em um calorímetro. Considerando-se desprezível a capacidade térmica do calorímetro e que o aquecimento foi obtido através de uma resistência elétrica, dissipando energia à taxa constante de 120 W, a capacidade térmica do líquido vale: a) 12 J/ºC. b) 20 J/ºC. c) 120 J/ºC. d) 600 J/ºC. e) 1 200 J/ºC. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 279 - (UNIFESP SP/2005) Uma esfera de aço de massa m = 0,20 kg a 200ºC é colocada sobre um bloco de gelo a 0ºC, ambos são encerrados em um recipiente termicamente isolado. Depois de algum tempo, verifica-se que parte do gelo se fundiu e o sistema atinge o equilíbrio térmico. Dados: coeficiente de dilatação linear do aço: 10-6 C 10 x 11 ; calor específico do aço: )C J/(kg 450c 0 ; calor latente de fusão do gelo: kg/J10 x 3,3L 5 a) Qual a redução percentual do volume da esfera em relação ao seu volume inicial? b) Supondo que todo calor perdido pela esfera tenha sido absorvido pelo gelo, qual a massa de água obtida? 280 - (UNIFOR CE/2005) Um bloco de ferro em forma de paralelepípedo, de massa 20 kg, é empurrado sobre a neve que cobre um piso plano e horizontal. A velocidade inicial do bloco é de 24 m/s e, à medida que escorrega sobre a neve, esse valor diminui em virtude do atrito, parando 10 s após ter sido lançado. Admitindo desaceleração uniforme do bloco, e que todo o calor gerado pelo atrito entre o bloco e a neve seja gasto para fundir a neve, a quantidade de neve, em gramas, que se funde nesse percurso é igual a: Dado: Calor latente de fusão da neve = 360 J/g a) 24 b) 16 c) 15 d) 14 e) 12 281 - (UNIFOR CE/2005) Uma massa de 400 g de uma certa substância, inicialmente a 80ºC, foi resfriada até a temperatura de 5ºC. Durante o processo de resfriamento a substância esteve em contato com gelo a 0ºC, e a quantidade de calor transferida no processo fundiu 150 g desse gelo. O calor específico da substância, em cal/gºC, é igual a: Dado: Calor latente de fusão do gelo 80 cal/g a) 0,60 b) 0,55 c) 0,50 d) 0,45 e) 0,40 282 - (UNIMONTES MG/2005) Uma porção de 1 l de uma substância de calor específico c e densidade de massa uniforme está na temperatura de 20ºC. Em seguida, essa porção é misturada a outra, cujo volume é de 2 l, e que está na temperatura de 50ºC. No equilíbrio, a temperatura final da substância será a) 40ºC. b) 30ºC. c) 43ºC. d) 45ºC. 283 - (UNIMONTES MG/2005) Em geral, o calor de vaporização é maior que o calor de fusão para as substâncias. Marque a alternativa que melhor explica esse fato. a) A vaporização é uma transformação de fase. b) O volume da substância, na vaporização, aumenta muito. c) Na vaporização, a temperatura tem que ultrapassar a temperatura crítica. d) Na vaporização, é necessária grande quantidade de energia para superar as forças de atração entre as moléculas. 284 - (UFG GO/2006) Uma caixa térmica rígida e hermeticamente fechada contém um mol de ar a 27 ºC e 1 atm. Se 100 g de mercúrio a 327 ºC forem injetados na caixa, calcule a pressão e a temperatura do ar após o equilíbrio térmico ter sido atingido. Despreze a capacidade térmica da caixa e a variação de volume do ar com a injeção do mercúrio. Dados: calor molar do ar a volume constante = 21 J/mol K; calor específico do mercúrio líquido = 0,14 J/g K. 285 - (UNIFESP SP/2006) Qualquer dos seus leitores que tenha a ventura de residir em meio ao romântico cenário do País de Gales ou da Escócia poderia, não tenho dúvida, confirmar meus experimentos medindo a temperatura no topo e na base de uma cascata. Se minhas observações estão corretas, uma queda de 817 pés deve gerar um grau de calor, e a temperatura do rio Niágara deve subir cerca de um quinto de grau por causa de sua queda de 160 pés. Esse trecho foi publicado em 1845 por James P. Joule na seção de cartas da revista inglesa Philosophical Magazine e ilustra os resultados por ele obtidos em suas experiências para a determinação do equivalente mecânico do calor. Sendo cágua = 4 200 J/(kgºC) o calor específico da água, adotando g = 10 m/s2, 817 pés = 250 m e 160 pés = 50 m, pode-se afirmar que, ao se referir a “um grau de calor” e a “um quinto de grau”, Joule está exprimindo valores de temperatura que, em graus Celsius, valem aproximadamente a) 5,0 e 1,0. b) 1,0 e 0,20. c) 0,60 e 0,12. d) 0,30 e 0,060. e) 0,10 e 0,020. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 286 - (UFAM/2006) Um calorímetro de capacidade térmica C contém m gramas de um líquido A na temperatura TA . Um corpo B de massa m e temperatura TB é colocado no interior do calorímetro. Sabendo-se que não há mudança de fase e que a capacidade térmica do calorímetro é duas vezes menor que a capacidade térmica do líquido A e, duas vezes maior que a capacidade térmica do corpo B, podese afirmar que a temperatura de equilíbrio térmico T é: a) 5 T6T T BA b) 7 T6T T BA c) 7 T6T T BA d) 2 T3T T BA e) 2 TT T BA 287 - (UFAM/2006) Uma amostra de uma certa substância de 10 g de massa, inicialmente no estado sólido, é aquecida em um forno. Medindo-se a temperatura da amostra em função da quantidade de calor fornecido pelo forno, encontrou-se a seguinte curva de aquecimento. Com base no diagrama, qual das afirmações abaixo é incorreta: a) No trecho AB a substância está no estado sólido com calor específico igual a 0,25 cal/g ºC. b) Os calores latentes de fusão e vaporização da substância são respectivamente 15 cal/g e 20 cal/g. c) Os trechos BC e DE representamrespectivamente os pontos de fusão e vaporização da substância. d) O calor específico da substância no estado líquido vale aproximadamente 0,67 cal/g ºC. e) Os calores latentes de fusão e vaporização da substância são respectivamente 20 cal/g e 15 cal/g. 288 - (UFJF MG/2006) A diferença de potencial elétrico existente entre o líquido no interior de uma célula e o fluido extracelular é denominado potencial de membrana (espessura da membrana d = 80 x 10-10m). Quando este potencial permanece inalterado, desde que não haja influências externas, recebe o nome de potencial de repouso de uma célula. Supondo que o potencial de repouso de uma célula seja dado pelo gráfico abaixo, calcule o que se pede: a) A intensidade do campo elétrico no meio externo, na membrana e no interior da célula. b) A força elétrica que uma carga elétrica positiva de carga q = 1,6x10-19 C sofre nas três regiões. c) Somente considerando a existência desse potencial, a célula estaria mais protegida contra a entrada de qual tipo de vírus: de um com carga elétrica negativa ou de um com carga elétrica positiva? Justifique. 289 - (UFPA/2006) As mães primíparas aprendem com suas mães e avós que, para banhar seus recémnascidos, devem fazê- lo com água tépida, por volta dos 40oC. Muitas dessas mães, no entanto, não dispondo de termômetro, costumam derramar uma panela de água fervente na banheira do bebê, e amornam essa água com a da torneira, que tem uma temperatura, na nossa região, bem próxima dos 25oC. Considerando-se a situação referida, é correto afirmar que o número de panelas de água da torneira a ser vertida sobre a água fervente na banheira, para garantir um banho morno ao bebê é: a) 8 b) 7 c) 6 d) 5 e) 4 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 290 - (UFPE/2006) Uma barra de gelo de 200 g, inicialmente a -10°C, é usada para esfriar um litro de água em uma garrafa térmica. Sabendo-se que a temperatura final de equilíbrio térmico é 10°C, determine a temperatura inicial da água, em °C. Despreze as perdas de calor para o meio ambiente e para as paredes da garrafa. a) 29 b) 28 c) 27 d) 26 e) 25 291 - (UFBA/2006) Uma abordagem das Ciências Naturais associada aos temas discutidos no evento referido no texto permite afirmar: 01. O módulo da força elétrica resultante exercida pelos átomos de hidrogênio, de carga elétrica q, sobre o átomo de oxigênio, de carga elétrica –2q, em uma molécula de H2O, no vácuo, é igual a 2 cos d q k4 2 2 0 , sendo d o comprimento das ligações OH, , o ângulo formado entre essas ligações, e k0, a constante eletrostática do vácuo. 02. O NaOCl, utilizado no tratamento da água para consumo humano, é um sal classificado como ácido e, por isso, elimina os germens causadores de doenças. 04. Os consumidores, em ecossistemas terrestres, estão na estrita dependência dos produtores para a obtenção da água exigida para a manutenção do metabolismo orgânico. 08. O alto calor específico da água é responsável pela conservação da vida nos lagos dos países de inverno rigoroso, porque mantém a água em estado líquido, no fundo desses lagos, com temperaturas em torno de 4°C. 16. A disponibilidade de água constituiu-se fator decisivo na seleção de organismos que excretam resíduos nitrogenados sob a forma de amônia. 32. Os rios contaminados pelos metais Cd e Hg contêm íons de elementos representativos, pertencentes a um mesmo período da Tabela Periódica. 292 - (UFPR/2006) Numa garrafa térmica há 100 g de leite à temperatura de 90ºC. Nessa garrafa são adicionados 20 g de café solúvel à temperatura de 20°C. O calor específico do café vale 0,5 cal/(gºC) e o do leite vale 0,6 cal/(g°C). A temperatura final do café com leite é de: a) 80 ºC. b) 42 ºC. c) 50 ºC. d) 60 ºC. e) 67 ºC. 293 - (UERJ/2005) Quatro esferas metálicas e maciças, E1, E2, E3 e E4, todas com a mesma massa, são colocadas simultaneamente no interior de um recipiente contendo água em ebulição. A tabela abaixo indica o calor específico e a massa específica do metal que constitui cada esfera. Atingido o equilíbrio térmico, essas esferas são retiradas da água e colocadas imediatamente na superfície de um grande bloco de gelo que se encontra na temperatura de fusão. A esfera que fundiu a maior quantidade de gelo e a esfera que produziu a cavidade de menor diâmetro no bloco de gelo são, respectivamente: a) E3 ; E4 b) E2 ; E4 c) E1 ; E3 d) E1 ; E2 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 294 - (UERJ/2006) Duas barras metálicas A e B, de massas g 100mA e g 120mB , inicialmente à temperatura de 0ºC, são colocadas, durante 20 minutos, em dois fornos. Considere que toda a energia liberada pelas fontes térmicas seja absorvida pelas barras. O gráfico a seguir indica a relação entre as potências térmicas fornecidas a cada barra e o tempo de aquecimento. Após esse período, as barras são retiradas dos fornos e imediatamente introduzidas em um calorímetro ideal. O diagrama abaixo indica a variação da capacidade térmica de cada barra em função de sua massa. A temperatura que corresponde ao equilíbrio térmico entre as barras A e B é, em ºC, aproximadamente igual a: a) 70 b) 66 c) 60 d) 54 295 - (UFRJ/2006) Em um calorímetro ideal, há 98g de água à temperatura de 0ºC. Dois cubinhos metálicos são introduzidos no calorímetro. Um deles tem massa 8,0g, calor específico 0,25cal/gºC e está à temperatura de 400ºC. O outro tem 10g de massa, calor específico 0,20cal/gºC e está à temperatura de 100ºC. Posteriormente, esse último cubinho é retirado do calorímetro e verifica-se, nesse instante, que sua temperatura é 50ºC. Calcule a temperatura final de equilíbrio da água e do cubinho que permanece no calorímetro. 296 - (UFRRJ /2006) Um estudante de Física Experimental fornece calor a um certo corpo, inicialmente à temperatura de 10ºC. Ele constrói o gráfico indicado abaixo, onde, no eixo vertical, registra as quantidades de calor cedidas ao corpo, enquanto, no eixo horizontal, vai registrando a temperatura do corpo. Consideremos agora um outro corpo, com o dobro da massa do primeiro, feito da mesma substância e também inicialmente a 10ºC. Com base no gráfico, podemos dizer que, fornecendo uma quantidade de calor igual a 120 calorias a esse outro corpo, sua temperatura final será de a) 18ºC. b) 20ºC. c) 40ºC. d) 30ºC. e) 25ºC. 297 - (UFSC/2006) O gráfico abaixo representa a quantidade de calor absorvida por dois objetos A e B ao serem aquecidos, em função de suas temperaturas. Observe o gráfico e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. A capacidade térmica do objeto A é maior que a do objeto B. 02. A partir do gráfico é possível determinar as capacidades térmicas dos objetos A e B. 04. Pode-se afirmar que o calor específico do objeto A é maior que o do objeto B. 08. A variação de temperatura do objeto B, por caloria absorvida, é maior que a variação de temperatura do objeto A, por caloria absorvida. 16. Se a massa do objeto A for de 200 g, seu calor específico será 0,2 cal/g°C. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 298 - (UNESP/2006) Um aquecedor elétrico fechado contém inicialmente 1 kg de água a temperatura de 25ºC e é capaz de fornecer 300 cal a cada segundo. Desconsiderando perdas de calor, e adotando 1 cal/(gºC) para o calor específico da água e 540 cal/g para o calor latente, calcule a) o tempo necessário para aquecer a água até o momento em que ela começa a evaporar.b) a massa do vapor formado, decorridos 520 s a partir do instante em que o aquecedor foi ligado. 299 - (UNICAMP SP/2006) Desconfiada de que o anel que ganhara do namorado não era uma liga de ouro de boa qualidade, uma estudante resolveu tirar a dúvida, valendose de um experimento de calorimetria baseado no fato de que metais diferentes possuem diferentes calores específicos. Inicialmente, a estudante deixou o anel de 4,0 g por um longo tempo dentro de uma vasilha com água fervente (100ºC). Tirou, então, o anel dessa vasilha e o mergulhou em um outro recipiente, bem isolado termicamente, contendo 2 ml de água a 15ºC. Mediu a temperatura final da água em equilíbrio térmico com o anel. O calor específico da água é igual a 1,0 cal/gºC, e sua densidade é igual a 1,0 g/cm3. Despreze a troca de calor entre a água e o recipiente. a) Sabendose que o calor específico do ouro é CAu = 0,03 cal/gºC, qual deveria ser a temperatura final de equilíbrio se o anel fosse de ouro puro? b) A temperatura final de equilíbrio medida pela estudante foi de 22ºC. Encontre o calor específico do anel. c) A partir do gráfico e da tabela abaixo, determine qual é a porcentagem de ouro do anel e quantos quilates ele tem. 300 - (UNIFOR CE/2006) Num calorímetro, de capacidade térmica 70 cal/ºC, contendo 100 g de água a 20 ºC, são colocados 100 g de gelo a 20 ºC. Quando atingido o equilíbrio, no interior do calorímetro, tem-se Dados: Calor específico da água = 1,0 cal/g ºC Calor específico do gelo = 0,50 cal/g ºC Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g a) só gelo a 0 ºC. b) só água a 0 ºC. c) 130 g de água e 70 g de gelo a 0 ºC. d) 150 g de água e 50 g de gelo a 0 ºC. e) 170 g de água e 30 g de gelo a 0 ºC. 301 - (UNIMONTES MG/2006) Sabendose que a temperatura de fusão do chumbo é 601 K, misturamos, num vaso adiabático, 10kg de chumbo fundido (nessa temperatura) com 2 kg de chumbo sólido à temperatura de 301 K. Os calores específico e de fusão do chumbo são 128,0 (J/kgK) e 23,2 x 103 (J/kg), respectivamente. a) calcule a temperatura de equilíbrio da mistura b) alguma porção do chumbo sólido se fundirá? Em caso afirmativo, calcule a massa relativa a essa porção. 302 - (UNIOESTE PR/2006) Em geral, as ciências constroem e utilizam modelos para ajudar na compreensão de determinadas situações. A Física também dispõe desses modelos, a exemplo do recipiente adiabático que é utilizado para o estudo das trocas de calor. A garrafa térmica é um recipiente quase adiabático. Se o seu conteúdo, ou seja, o café não esfriasse, a garrafa térmica seria um recipiente adiabático. Num recipiente adiabático, situam-se dois corpos distintos de massas: uma o dobro da outra, o calor específico do corpo de maior massa é o dobro do outro e as temperaturas, t1 e t2, respectivamente. O equilíbrio térmico se estabelece à temperatura t, mediante trocas de calor entre aqueles corpos, e só entre eles. O valor de t é dado por a) )tt( 2 1 21 b) )t 2t( 3 1 21 c) ) t3t( 4 1 21 d) ) t4t( 5 1 21 e) ) t5t( 6 1 21 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 303 - (ETAPA SP/2006) Sempre que necessário adote g = 10 m/s2. Um aquecedor elétrico de potência P = kW é utilizado para aquecer uma sala de dimensões 4 x 5 x 3 metros. Considerando um rendimento de 75% no aquecimento e o calor específico do ar )CJ/(m 500.1c o3 , o tempo necessário para aquecer a sala de 10ºC até 20ºC é aproximadamente: a) 1 min b) 5 min c) 10 min d) 15 min e) 20 min 304 - (UEPB/2006) Um aluno de Física, numa atividade de laboratório, aquece um corpo com o objetivo de determinar sua capacidade térmica. Para tanto, utiliza uma fonte térmica, de potência constante, que fornece 60 cal/s e constrói o gráfico abaixo, que mostra como a temperatura do corpo varia em função do tempo, ao ser aquecido por esta fonte de calor. Com base nessas informações, a capacidade térmica do corpo em cal/ºC é a) 60 b) 20 c) 10 d) 40 e) 30 305 - (UERJ/2007) Uma dona de casa mistura, em uma garrafa térmica, 100 mL de água a 25 ºC com 200 mL de água a 40 ºC. A temperatura final dessa mistura, logo após atingir o equilíbrio térmico, é , em graus Celsius, aproximadamente igual a: a) 29 b) 32 c) 35 d) 38 306 - (UFAL/2003) Para analisar as afirmações abaixo, considere a curva de aquecimento de 5,0 g de uma substância pura, inicialmente sólida, em função da energia por ela recebida. 00. A temperatura de fusão da substância é 90 ºC. 01. O calor específico da substância na fase sólida vale 0,20 cal/g ºC. 02. A capacidade térmica na fase líquida dessa substância vale 10 cal/ºC. 03. O calor latente de fusão da substância é 30 cal/g. 04. A temperatura de ebulição da substância é 120 ºC. 307 - (UFAL/2002) Num calorímetro de capacidade térmica desprezível, contendo 40 g de água a 20 ºC, coloca-se um bloco de gelo de massa 15 g, à temperatura de 0 ºC. O calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g e o calor específico da água é 1,0 cal/g ºC. Atingido o equilíbrio térmico, calcule: a) a temperatura final; b) a massa de água no estado líquido contida no calorímetro. 308 - (UFAL/2006) A principal vantagem de se usar o tacho de cobre na culinária advém da propriedade desse metal apresentar a) baixa massa específica. b) baixo calor específico. c) elevada capacidade térmica. d) elevada condutividade térmica. e) elevado coeficiente de dilatação térmica. 309 - (UFAL/2006) Uma cafeteira elétrica é utilizada no preparo de um delicioso cafezinho. Nela são aquecidos 250 g de água, da temperatura de 20 ºC a 100 ºC, por meio de um resistor de 30 ligado a uma tomada de 120 V. O tempo gasto no preparo desse cafezinho foi: Dados: Calor específico da água = 1,0 cal/g ºC 1 cal = 4,2J a) 5 min 10 s b) 4 min 35 s c) 4 min 10 s d) 3 min 35 s e) 2 min 55 s Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 310 - (UFPR/2006) Numa garrafa térmica há 100 g de leite à temperatura de 90 ºC. Nessa garrafa são adicionados 20 g de café solúvel à temperatura de 20 °C. O calor específico do café vale 0,5 cal/(g ºC) e o do leite vale 0,6 cal/(g °C). A temperatura final do café com leite é de: a) 80 ºC. b) 42 ºC. c) 50 ºC. d) 60 ºC. e) 67 ºC. 311 - (UFOP MG/2007) Um meteorito, de massa igual a 10 toneladas de ferro incandescente a 1000ºC e com uma velocidade de 4200 m/s, cai sobre uma pequena lagoa que contém 10 bilhões de litros de água a 0ºC. Dados: 1,0cal = 4,2J Cºg/cal0,1C OH2 Cºg/cal1,0CFe Densidade da água: 3OH cm/g0,1d 2 . a) Calcule a elevação da temperatura da lagoa ocorrida unicamente em função da conversão da energia cinética do meteorito em energia térmica. b) Calcule a elevação da temperatura da lagoa ocorrida unicamente em função da termalização do ferro com a água. 312 - (UFPR/2007) Em um tipo particular de fogão, somente 2/5 da energia liberada na queima do combustível são utilizados para aquecer a água numa panela sobre ele. Calcule quantos gramas de combustível devem ser queimados nesse fogão para aquecer 1 kg de água desde 20ºC até 100ºC e fazer a sua vaporização. Considere que cada grama do combustível utilizado libera uma quantidade de energia de 2 kcal. 313 - (UEG GO/2007) Para se manter acordado em seus estudos durante uma noite inteira, um estudante faz café colocando inicialmente um aquecedor elétrico de 420 W em 0,5 kg de água que possui calor específico igual a 1 cal/g ºC. Desprezando todas as perdas possíveis de calor e considerando 1 cal=4,2 J, respondaao que se pede: a) Qual o calor transferido para a água para elevar sua temperatura de 20 °C até 80 °C? b) Quantos minutos são necessários para aquecer a água? 314 - (FFFCMPA RS/2007) Uma garrafa térmica, cuja capacidade térmica não pode ser desprezada, contém 280g de água. A temperatura do sistema garrafa-água é de 30 ºC. Uma massa de 70g de gelo d’água a 0 ºC é colocada na garrafa. Sabe-se que o calor específico da água no estado líquido é de 1 cal/g.ºC e que o calor latente de fusão da água é de 80 cal/g. Considerando que o sistema garrafa-água- gelo é adiabático, que a pressão é de 1 atm e que a temperatura de equilíbrio é de 10 ºC, qual é a capacidade térmica da garrafa? a) 5 cal/ºC b) 10 cal/ºC c) 20 cal/ºC d) 25 cal/ºC e) 35 cal/ºC 315 - (PUC RS/2007) Considere as afirmativas a seguir. A capacidade térmica de um corpo é determinada pelo quociente entre a quantidade de energia que deve receber ou ceder e a variação de temperatura correspondente. Esse conceito permite concluir corretamente que I. uma unidade de capacidade térmica pode ser kWh/ºC. II. no Sistema Internacional, a unidade de capacidade térmica é J/K. III. uma garrafa térmica que não tenha sido previamente aquecida ou resfriada e que conserva bem a temperatura do líquido que está dentro dela deve apresentar grande capacidade térmica. IV. uma garrafa térmica que não tenha sido previamente aquecida ou resfriada e que conserva bem a temperatura do líquido que está dentro dela deve apresentar pequena capacidade térmica. Estão corretas apenas a) I, II e III. b) I, II e IV. c) I e III. d) II e III. e) II e IV. 316 - (UECE/2007) Uma amostra de cobre com, massa g 150mcu , é aquecida em um forno de laboratório até a temperatura T, de 342ºC. Coloca-se, então, o cobre dentro de um frasco de vidro contendo água, na quantidade g300mA . A temperatura inicial Ti da água e do frasco é de 6 ºC. Considerando o calor específico do cobre (Ccu) igual a 0,1 cal/gºC, a capacidade calorífica efetiva do frasco vazio (Cef) igual a 45 cal/ºC e calor especifico da água (CA) 1,0 cal/gºC e, considerando, ainda, que o sistema está isolado, a temperatura final, Tf (em ºC), de equilíbrio térmico comum ao cobre, ao frasco e à água é: a) 20 b) 30 c) 40 d) 50 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 317 - (UEPG PR/2008) A respeito de dois corpos de mesma massa )mm( 21 e diferentes capacidades térmicas )CC( 21 que recebem quantidades iguais de calor )QQ( 21 , assinale o que for correto. 01. O corpo de maior capacidade térmica experimenta menor variação de temperatura. 02. O corpo de maior calor específico experimenta menor variação de temperatura. 04. O corpo de menor capacidade térmica experimenta maior variação de temperatura. 08. Os dois corpos experimentam a mesma variação de temperatura. 318 - (UESC BA/2007) Para medir o calor específico de um determinado metal, foram colocados 80,0g de um líquido de calor específico 0,25cal/g°C a 22°C no interior de um calorímetro de capacidade térmica 5,0cal/°C. Em seguida, uma amostra de 100,0g do metal a 92°C foi introduzida no calorímetro. Sabendo-se que o equilíbrio térmico se estabeleceu a 42°C, pode-se afirmar que o calor específico do metal, em cal/g°C, é de 01. 0,10 02. 0,15 03. 0,20 04. 0,25 05. 0,30 319 - (UFJF MG/2007) Considere uma pessoa que consuma 1200 kcal de energia diariamente e que 80% dessa energia seja transformada em calor. Se esse calor for totalmente transferido para 100 kg de água, qual variação de temperatura ocorreria na água? ( J 4,18 cal 1 , calor específico da água kJ/kg.K 4,18 ). a) 1,0 ºC. b) 9,6 ºC. c) 1,2 ºC. d) 8,0 ºC. e) 10 ºC. 320 - (UNIFOR CE/2007) Em uma latinha de refrigerante foram colocados 100g de água a 20 °C. Sobre uma chama de potência constante, após 4,0 minutos, verificou-se que a temperatura subiu para 60 °C. Repetindo a experiência com uma latinha igual à primeira, contendo 100 g de outro líquido, também a 20 °C, sobre a mesma chama, notou-se que a temperatura sofreu acréscimo de 30 °C após 2,0 minutos de aquecimento. O calor específico do líquido vale aproximadamente, em cal/g °C, Dado: cágua = 1,0 cal/g °C a) 1,5 b) 1,0 c) 0,67 d) 0,50 e) 0,33 321 - (MACK SP/2008) Ao nível do mar, certa pessoa necessitou aquecer 2,0 litros d’água, utilizando um aquecedor elétrico de imersão, cuja potência útil é constante e igual a 1,0 kW. O termômetro disponibilizado estava calibrado na escala Fahrenheit e, no início do aquecimento, a temperatura indicada era 122 ºF. O tempo mínimo necessário para que a água atingisse a temperatura de ebulição foi a) 1 min 40 s b) 2 min c) 4 min 20 s d) 7 min e) 10 min 322 - (PUC RJ/2008) Quanto calor precisa ser dado a uma placa de vidro de 0,3 kg para aumentar sua temperatura em 80 °C? (Considere o calor específico do vidro como 70 J/kg °C) a) 1060 J b) 1567 J c) 1680 J d) 1867 J e) 1976 J 323 - (PUC RJ/2008) Uma quantidade m de água a 90 ºC é misturada a 1,0 kg de água a 30 ºC. O resultado final em equilíbrio está a 45 °C. A quantidade m, em kg, vale: a) 1,00 b) 2,00 c) 0,66 d) 0,33 e) 3,00 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 324 - (UFSCar SP/2008) Após ter estudado calorimetria, um aluno decide construir um calorímetro usando uma lata de refrigerante e isopor. Da latinha de alumínio removeu parte da tampa superior. Em seguida, recortou anéis de isopor, de forma que estes se encaixassem na latinha recortada, envolvendo-a perfeitamente. Em seu livro didático, encontrou as seguintes informações: a) Determine a capacidade térmica desse calorímetro, sabendo que a massa da latinha após o recorte realizado era de 15 x 10–3 kg. b) Como a capacidade térmica do calorímetro era muito pequena, decidiu ignorar esse valor e então realizou uma previsão experimental para o seguinte problema: Determinar a temperatura que deve ter atingido um parafuso de ferro de 0,1 kg aquecido na chama de um fogão. Dentro do calorímetro, despejou 0,2 L de água. Após alguns minutos, constatou que a temperatura da água era de 19ºC. Aqueceu então o parafuso, colocando-o em seguida no interior do calorímetro. Atingido o equilíbrio térmico, mediu a temperatura do interior do calorímetro, obtendo 40ºC. Nessas condições, supondo que houvesse troca de calor apenas entre a água e o parafuso, determine aproximadamente a temperatura que este deve ter atingido sob o calor da chama do fogão. 325 - (UNESP/2008) Ao ser anunciada a descoberta de novo planeta em torno da estrela Gliese581 e a possível presença de água na fase líquida em sua superfície, reavivou-se a discussão sobre a possibilidade de vida em outros sistemas. Especula-se que as temperaturas na superfície do planeta são semelhantes às da Terra e a pressão atmosférica na sua superfície é estimada como sendo o dobro da pressão na superfície da Terra. A essa pressão, considere que o calor latente de vaporização da água no novo planeta seja 526 cal/g e a água atinja o ponto de ebulição a 120 ºC. Calcule a quantidade necessária de calor para transformar 1 kg de água a 25 ºC totalmente em vapor naquelas condições, considerando o calor específico da água 1 cal/g. 326 - (UNIFESP SP/2008) Em uma experiência de laboratório, um aluno mede a temperatura de uma pequena quantidade de água contida em um tubo de ensaio (a água e o tubo foram previamente aquecidos e estão em equilíbrio térmico). Para isso, imerge nessa água um termômetro de mercúrio em vidro que, antes da imersão, marcava a temperatura ambiente: 20 ºC. Assim que todo o bulbodo termômetro é imerso na água, a coluna de mercúrio sobe durante alguns segundos até atingir 60 ºC e logo começa a baixar. Pode-se afirmar que a temperatura da água no instante em que o termômetro nela foi imerso era a) de 60 ºC, pois o termômetro nunca interfere na medida da temperatura e o calor perdido para o ambiente, nesse caso, é desprezível. b) de 60 ºC porque, nesse caso, embora possa haver perda de calor para o termômetro e para o ambiente, essas perdas não se manifestam, pois a medida da temperatura é instantânea. c) maior do que 60 ºC; a indicação é menor exclusivamente por causa da perda de calor para o ambiente, pois o termômetro não pode interferir na medida da temperatura. d) maior do que 60 ºC e a indicação é menor principalmente por causa da perda de calor para o termômetro. e) menor do que 60 ºC porque, nesse caso, a água absorve calor do ambiente e do termômetro. 327 - (PUC SP/2008) Leia a tirinha a seguir: Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível Bill Watterson (Calvin e Haroldo) O fato de Calvin e Haroldo sentirem as sensações de calor e de frio, acima, sugere que a situação se passa a) de manhã e o calor específico da areia é maior do que o da água. b) à tarde e o calor específico da areia é maior do que o da água. c) de manhã e o calor específico da areia é menor do que o da água. d) à tarde e o calor específico da areia é menor do que o da água. e) ao meio-dia e o calor específico da areia é igual ao da água. 328 - (UECE/2008) A massa total estimada de água existente na Terra é cerca de 1021 kg. Admitindo-se que a energia total anual consumida pela humanidade no planeta seja da ordem de 1022 J, se pudéssemos aproveitar, de alguma maneira, um quarto da quantidade de calor liberado devido à diminuição da temperatura da massa de água em 1ºC, poderíamos suprir o consumo energético da humanidade por, aproximadamente: a) 1 mês b) 1 ano c) 100 anos d) 10 anos 329 - (UEMS/2008) Em um calorímetro ideal misturam–se 200 gramas de água a uma temperatura de 58ºC com M gramas de gelo a –10ºC. Sabendo que a temperatura de equilíbrio dessa mistura será de 45ºC, o valor da massa M do gelo em gramas é de: (calor específico da água: Cºg/cal0,1cágua ; calor específico do gelo: Cºg/cal5,0cgelo ; calor latente de fusão do gelo: 80cal/g) a) 12 b) 15 c) 20 d) 25 e) 40 330 - (UERJ/2008) O calor específico da água é da ordem de 1-1 C.ºcal.g 0,1 e seu calor latente de fusão é igual a -1cal.g 80 . Para transformar 200g de gelo a 0 ºC em água a 30 ºC, a quantidade de energia necessária, em quilocalorias, equivale a: a) 8 b) 11 c) 22 d) 28 331 - (UFAM/2008) 60 gramas de gelo a 00C absorvem calor do sol na taxa de X (cal/min) e se derretem completamente em 5 minutos. Pode-se afirmar que a quantidade de calorias por minutos (X) que o gelo absorveu, em média, é: (Dado: calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g.) a) 960 b) 400 c) 560 d) 24000 e) 2400 332 - (UFJF MG/2008) As ondas eletromagnéticas emitidas pelos telefones celulares penetram certa distância no tecido humano, provocando um aumento de sua temperatura. Essas ondas têm, em média, uma potência de 0,40 W. Consideremos que a energia dos celulares se concentre na orelha. Estimemos em 20 g a massa da orelha de uma pessoa, sabendo-se que o corpo humano é formado, basicamente, por água. Consideremos que apenas 50% da energia emitida pelo celular seja responsável pelo referido aumento de temperatura J) 4,2 cal 1( . a) Admitindo-se que não haja perdas, calcule a energia, em joules, que um usuário deve receber, de modo que sua orelha sofra um acréscimo de temperatura de 1°C. b) Calcule o tempo total de conversação necessário para que o usuário tenha esse acréscimo de temperatura de 1°C. c) O processo pelo qual ouvimos o som do celular é devido somente a essas ondas eletromagnéticas, ou existem ondas de outra natureza envolvidas? Justifique sua resposta. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 333 - (UFMG/2008) Em uma aula no Laboratório de Física, o Professor Jésus realiza o experimento que se descreve a seguir. Inicialmente, ele imerge um aquecedor elétrico em 1,0 kg de água, à temperatura de 23 ºC, contida num recipiente de isopor. Em seguida, o recipiente é tampado e o aquecedor é ligado, até a temperatura da água atingir 45 ºC. Considere que a tensão e a corrente elétricas, no aquecedor, são, respectivamente, de 220 V e de 1,0 A. Despreze a capacidade térmica do recipiente e a do aquecedor. 1. Com base nessas informações, CALCULE o tempo que o aquecedor ficou ligado. 2. Em seguida, o Professor Jésus coloca 0,60 kg de gelo, a 0,0 ºC, na água contida no recipiente, tampa-o novamente, e espera até a temperatura dela se estabilizar. Sabe-se que o calor latente de fusão do gelo é de J/kg 10 x 3,3 5 . Considerando essas informações, CALCULE a temperatura da água no final desse experimento. 334 - (UFOP MG/2008) No gráfico a seguir, vemos a temperatura )K( de uma massa g 100m de zinco, inicialmente em estado sólido, em função da quantidade de calor fornecida a ela. Considerando as informações dadas, assinale a alternativa incorreta. a) O calor liberado pela massa de zinco no resfriamento de C para A é 2330cal. b) O calor específico do zinco no estado sólido vale Ccal/gº 093,0cZn . c) O calor latente de fusão do zinco é de cal/g 1400LZn . d) A temperatura de fusão do zinco é de Cº419F . 335 - (UFRRJ/2008) Num dia de muito calor, a governanta de uma residência decide fazer um refresco para as crianças que realizam um estudo em grupo. Contudo, ao abrir a geladeira, percebe que as garrafas de água estão todas vazias, restando, no congelador, apenas uma garrafa cujo conteúdo encontra-se inteiramente sob a forma de gelo. Resolve, então, deixar a garrafa exposta ao ambiente e aguardar um tempo até sua completa transformação em água. O gráfico a seguir ilustra esta mudança de fase. Considerando que o volume de água contido na garrafa é de 1 litro, e dado cal/g, 80LF ccal/gº 5,0cgelo e ccal/gº 1cágua , pergunta-se: a) Qual foi a quantidade de calor recebida, em calorias, pelo sistema, durante a sua mudança de fase? b) Qual foi a quantidade de calor recebida, em calorias, pelo sistema, para que, ao final, tivéssemos água, na fase líquida, à temperatura ambiente de 30 ºC? 336 - (UFSC/2008) Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) em relação a alguns fenômenos que envolvem os conceitos de temperatura, calor, mudança de estado e dilatação térmica. 01. A temperatura de um corpo é uma grandeza física relacionada à densidade do corpo. 02. Uma substância pura ao receber calor ficará submetida a variações de temperatura durante a fusão e a ebulição. 04. A dilatação térmica é um fenômeno específico dos líquidos, não ocorrendo com os sólidos. 08. Calor é uma forma de energia. 16. O calor se propaga no vácuo. 337 - (UFG GO/2000) A temperatura é uma das grandezas termodinâmicas cuja variação pode alterar as propriedades térmicas de substâncias. Assim, 01. devido a uma diferença de densidade entre as partes de um fluido (líquidos, gases e vapores), o processo de propagação de calor ocorre por convecção térmica. 02. a capacidade térmica depende do estado de agregação da substância. 03. a temperatura é a medida da quantidade de calor de uma substância. 04. o ponto de fusão e o ponto de solidificação de uma substância ocorrem em temperaturas diferentes, à mesma pressão. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 338 - (UNIMONTES MG/2008)Foi observado que, pela manhã, em regiões litorâneas, o mar está mais frio que a areia. A água demora mais para se aquecer, pois precisa de maior quantidade de calor para sofrer a mesma variação de temperatura sofrida pela areia. Isso indica que a água pode ter um(a) a) calor específico maior que o da areia. b) calor específico menor que o da areia. c) estado de agregação. d) capacidade térmica menor que a de uma mesma massa de areia. 339 - (UFG GO/2001) No gráfico, está representada a variação da temperatura em função do tempo de uma massa de 200g d’água. Suponha que a fonte forneceu energia térmica a uma potência constante desde o instante t = 0, e que toda essa energia foi utilizada para aquecer a água. Dado: c = 1,0 cal/gºC. 100 T(ºC) 0 1 2,25 9 t(min) Analisando-se o gráfico, pode-se afirmar que 01. no primeiro minuto, não ocorreu absorção de calor. 02. a potência da fonte térmica é de 16 kcal/min. 03. de 0 a 9 minutos, ocorreram três transições de fase. 04. a temperatura da água para t = 2 min é 80 ºC. 340 - (UFG GO/1999) Um pescador, na beira do rio, necessita de água fervendo (a 100ºC) para fazer uma refeição. E, para isto, ele dispõe de uma chaleira de alumínio com 1,5 l de água, inicialmente a 15ºC, e em fogareiro a gás que lhe fornece uma potência de 2000 watts. Sabendo-se que 40% da energia fornecida pelo fogareiro é perdida para o ambiente e que 1 cal = 4,2 J, que o calor específico da água é igual a 1 cal/gºC, que a densidade da água é igual a 1 g/cm3 e que o calor latente de vaporização da água é igual a 540 cal/g, calcule: a) quantos joules são necessários para ferver a água; b) o tempo gasto para aquecer e vaporizar toda a água, caso ele esquecesse a chaleira no fogo. 341 - (UFG GO/1999) Dois sólidos isotrópicos A e B, de mesma massa, comportam-se como mostra o gráfico abaixo, quando recebem calor de uma fonte, à taxa de 100 cal/min. 20 40 60 B A 4 t(min) T(ºC) a) Qual dos sólidos apresenta maior capacidade térmica? Justifique. b) Qual dos dois sólidos possui maior razão entre as densidades inicial e final (di/df), ao término d aquecimento? Justifique. 342 - (UFG GO/2001) No diagrama Q x t, estão representadas as quantidades de calor absorvidas por duas substâncias, A e B, cujas massas são, respectivamente, iguais a 100 g e 160 g, em função da temperatura. Considere 0°C a temperatura inicial das substâncias. 0 t 60 t(°C) 150 300 400 Q(cal) B A a) Determine as capacidades térmicas e os calores específicos de A e B. b) Determine as quantidades de calor absorvidas por A e B, quando ambas estiverem à temperatura t, indicada no gráfico. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 343 - (UEG GO/2008) Dois corpos A e B são aquecidos mediante a absorção de energia, como é mostrado no gráfico acima. No intervalo de temperatura mostrado, é CORRETO afirmar: a) A capacidade térmica do corpo B é igual a 2,5 cal/ºC. b) O calor específico do corpo A é zero. c) A capacidade térmica do corpo A é 2 cal/ºC. d) O corpo B precisa de mais energia que A para obter a mesma elevação de temperatura. 344 - (UESPI/2008) Misturam-se duas quantidades de massas m1 e m2 de uma mesma substância, as quais se encontram respectivamente a temperaturas distintas T1 e T2. Sabe-se também que 21 mm e que as trocas de calor são restritas à própria mistura. Para tal situação, a temperatura final de equilíbrio desta mistura é: a) 2/)TT( 21 b) 2/121 )TT( c) 2/1212211 )mm2/()TmTm( d) )TT/(TT2 2121 e) )mm/()TmTm( 212211 345 - (UFLA MG/2008) Duas amostras, uma de alumínio e outra de cobre, de mesma massa e temperatura inicial Cº200 , são colocadas no interior de um calorímetro com água a 40ºC. Após certo tempo, o sistema atinge o equilíbrio térmico. Considerando que o calor específico do alumínio é maior que o calor específico do cobre, pode–se afirmar que a) a amostra de alumínio está a uma temperatura menor que a temperatura da amostra de cobre. b) a amostra de alumínio absorveu mais energia que a amostra de cobre. c) ambas as amostras absorveram a mesma quantidade de energia. d) a amostra de alumínio absorveu menos energia que a amostra de cobre. 346 - (UFU MG/2008) Um pedaço de cobre sólido, de massa 1 Kg a 20 ºC é colocado em um recipiente que contém uma grande quantidade de nitrogênio líquido a 77,3 K e 1 atm. Após um tempo, o cobre entra em equilíbrio térmico com o nitrogênio. Dados: Calor latente de vaporização do nitrogênio é 48 cal/g Calor específico do cobre é 0,092 cal/gºC Temperatura de fusão da água a 1 atm é 273,3 K Temperatura de ebulição do nitrogênio a 1 atm é 77,3 K Com base nessas informações, pode-se afirmar que a massa de nitrogênio evaporada nesse processo é de aproximadamente a) 82 g. b) 0,41 Kg. c) 820 Kg. d) 41 g. 347 - (UPE/2008) Um pequeno aquecedor elétrico de imersão é utilizado para aquecer 100g de água a fim de preparar uma xícara de café instantâneo. O aquecedor converte energia elétrica em energia térmica à taxa de 200 W. Considere o calor específico da água como sendo Cº cal/g 1c e J 4,2 cal 1 . A temperatura inicial da água é de 20 ºC. Para que a água atinja a temperatura final de 100 ºC, o tempo necessário vale, em segundos, a) 152 b) 129 c) 168 d) 115 e) 117 348 - (UEM PR/2008) Três diferentes substâncias A, B e C, de mesma massa e com a mesma temperatura inicial, recebem a mesma quantidade de calor durante 10 minutos. A temperatura ao término dos 10 minutos aumentou 5,0 ºC e 10,0 ºC, respectivamente, para as substâncias A e B. A substância C tem o calor específico de 2,200 J/gºC e é quatro vezes maior que o calor específico da substância A. Assinale o que for correto. 01. O calor específico da substância A é 0,500 J/g ºC. 02. O calor específico da substância B é 0,275 J/g ºC. 04. Ao final dos 10 minutos, se colocadas em contato, as três substâncias estão em equilíbrio térmico. 08. Se as substâncias, colocadas em contato, trocarem calor livremente entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelas substâncias, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula. 16. A variação da temperatura da substância C, ao final dos 10 minutos, é 1/4 da variação da temperatura da substância A. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 349 - (CEFET PR/2008) Uma atitude que implica em desperdício de energia consiste em colocar alimentos ainda quentes dentro da geladeira. Em tal situação é melhor deixá-los fora da geladeira até que sua temperatura fique igual à ambiente. Para dimensionar esta perda de energia, considere, por exemplo, que 3,0 kg de alimentos a 75ºC sejam colocados dentro de uma geladeira, cuja temperatura interna seja igual a 5ºC. O calor específico destes alimentos é igual a 4000 J/kg.K. Considere que apenas 30% de toda a energia consumida pelo aparelho são utilizados para resfriar o alimento para 50C. A energia consumida pela geladeira, em kJ, é igual a: a) 1200. b) 2100. c) 2800. d) 3200. e) 4800. 350 - (CEFET PR/2008) No manual de uso de um determinado fogão a “gás” é informado que a potência de chama rápida é 3360 W. Considere que sobre a chama desse fogão foi colocada uma chaleira contendo 1,0 litro de água a 18ºC. Mesmo desprezando as perdas de calor para a chaleira e para o ambiente, o intervalo de tempo mínimo para aquecer a água até 98ºC será de: (Considere o calor específico da água como 4,2 kJ/kgºC) a) 1min e 40s. b) 2min e 10s. c) 2min e 50s. d) 3min e 10s. e) 4min e 20s. 351 - (FEI SP/2008) Uma massa de 100 g de água foi colocadadentro de um calorímetro. Após certo tempo, mediu-se a temperatura do conjunto, que já se encontrava em equilíbrio térmico, e encontrouse 20ºC. Em seguida, adicionou-se 200 g de água a 80ºC e, após o novo equilíbrio térmico, mediu-se a temperatura final e encontrou-se 50ºC. Qual é a capacidade térmica do calorímetro? Despreze trocas de calor com o ambiente. Adote g = 10 m/s2 a) 50 cal/ºC b) 100 cal/ºC c) 150 cal/ºC d) 200 cal/ºC e) 80 cal/ºC 352 - (FFFCMPA RS/2008) Considere as seguintes afirmações sobre termologia. I. O calor específico é uma propriedade das substâncias e a capacidade térmica é uma propriedade de determinado corpo. II. A capacidade térmica pode ser expressa em J/K, e calor específico pode ser expresso em J/(kg.K). III. Sabe-se que o calor específico do vidro é 0,20 cal/(g.ºC) e o do ouro é 0,031 cal/g.ºC. Assim, se a mesma quantidade de água, a 50ºC for colocada em dois recipientes de mesma massa, a 20ºC, um de vidro e outro de ouro, a temperatura de equilíbrio térmico entre a água e os recipientes será maior no de ouro. Quais estão corretas? a) Apenas II. b) Apenas I e II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 353 - (UDESC/2008) Certa substância, cuja massa é 200 g, inicialmente sólida à temperatura de -10ºC, passa pelas transformações de fase mostradas no gráfico abaixo. O calor específico na fase sólida, o calor latente de fusão e a temperatura de vaporização dessa substância são, respectivamente: a) 0,5 cal/gºC; 10 cal/g; 5ºC. b) 0,5 cal/gºC; 10 cal/g; 35ºC. c) 1,0 cal/gºC; 10 cal/g; 35ºC. d) 1,0 cal/gºC; 10 cal/g; 5ºC. e) 1,0 cal/gºC; 5,0 cal/g; 35ºC. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 354 - (UEPG PR/2008) Dois pequenos blocos de alumínio, de massas m1 e m2, cujas temperaturas são, respectivamente, T1 e T2, encontram-se inicialmente isolados um do outro. Considerando que m1 > m2 e que T2 > T1, assinale o que for correto. 01. Sendo T2 > T1 e m2 > m1, então o bloco m2 possui maior quantidade de calor que o bloco m1. 02. Uma vez que os blocos são constituídos de um mesmo material, ambos possuem a mesma capacidade térmica. 04. Se os dois blocos forem colocados em contato, ocorrerá um fluxo de energia, na forma de calor, cujo sentido será do bloco m2 para o bloco m1. 08. Se os dois blocos forem colocados em contato, o fluxo de calor entre eles cessará quando for atingido o equilíbrio térmico. 16. Se os dois blocos forem colocados em contato, após ser atingido o equilíbrio térmico a temperatura dos blocos será menor que T2 e maior que T1. 355 - (UFV MG/2008) As tabelas abaixo mostram algumas propriedades do gelo e da água. cal/g 540---Ccal/gº 1,00água ---cal/g 80Ccal/gº 0,55gelo ão vaporizaçde latentecalor fusão de latentecalor específico calor A quantidade de calor necessária para transformar 100 g de gelo a -10ºC em água a +10ºC e: a) 9000 cal b) 8000 cal c) 9550 cal d) 1000 cal 356 - (UNIMONTES MG/2008) Uma moeda de cobre, cuja massa mc é 75 g, é aquecida em um forno de laboratório até uma temperatura T de 312 ºC. A moeda é então largada em um béquer de vidro contendo uma massa ma de 220 g de água. A capacidade térmica CB do béquer é de 45 cal/K. A temperatura inicial Ti da água e do béquer é de 12 ºC. Supondo que a moeda, o béquer e a água sejam um sistema isolado e que a água não se evapore, a temperatura final Tf do sistema em equilíbrio térmico é, aproximadamente, Dados: calor específico da água = 1,000 cal/gºC calor específico do cobre = 0,094 cal/gºC a) Tf = 30ºC. b) Tf = 55ºC. c) Tf = 60ºC. d) Tf = 20ºC. 357 - (FEI SP/2008) Em um calorímetro com capacidade térmica de 50 cal/°C existem 100 g de água em equilíbrio térmico a 30 °C. Qual é a quantidade de água a 80 °C que deve ser acrescentada ao calorímetro para que a nova temperatura de equilíbrio seja o dobro da inicial? Dado: Cº cal/g 00,1cágua Adote g = 10 m/s2 a) 100 g b) 125 g c) 150 g d) 200 g e) 225 g 358 - (UFOP MG/2008) Considere uma partícula presa a uma mola ideal de constante elástica N/m 420k e mergulhada em um reservatório térmico, isolado termicamente, com 10 litros de água. Se distendermos a mola 10cm além de seu ponto de equilíbrio e a soltarmos, ela passa a executar oscilações com amplitudes decrescentes até parar. a) Qual foi a força necessária para distender a mola de 10cm? b) Calcule a energia potencial elástica da mola para um deslocamento de 10cm. c) Calcule a variação da temperatura da água para o caso (B), considerando que toda a energia potencial elástica da mola seja transferida para a água na forma de calor. Dados: Cº cal/g 1c OH 2 , joules 4,2cal 1 e densidade da água = 1g / cm3. 359 - (UFU MG/2007) O recipiente de paredes adiabáticas, apresentado na figura abaixo, está completamente cheio com 51 gramas de água a uma temperatura de 20ºC. Uma chave de ferro de massa 40 gramas e com temperatura inicial de 220 ºC é totalmente imersa nesse recipiente, de forma muito rápida. Após um longo intervalo de tempo, o sistema entra em Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível equilíbrio térmico. Conhecendo-se a densidade do ferro, 3g/cm 8 , a densidade da água, 3g/cm 1 , o calor específico do ferro, Cº cal/g 1,0 e o calor específico da água, Cº cal/g 1 , calcule: a) o volume inicial da chave. b) a temperatura final do sistema. c) a variação volumétrica da chave após entrar em equilíbrio térmico com a água, sabendo-se que o coeficiente de dilatação volumétrica do ferro é igual a -1-5 Cº 10 x 0,4 . 360 - (UFRN/2011) 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. 361 - (UEM PR/2009) O gráfico abaixo ilustra a variação da quantidade de calor em função da variação da temperatura para duas substâncias diferentes. Analise o gráfico e assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. Se A e B tiverem massas idênticas, a capacidade térmica de A é maior que a capacidade térmica de B. 02. A capacidade térmica das substâncias depende da massa das mesmas. 04. A capacidade térmica de B é 3,0 cal/ºC. 08. Se os calores específicos das substâncias forem os mesmos, a massa de B é maior que a de A. 16. Para aquecer a substância A de 10,0 ºC para 20,0 ºC em 10 minutos, a fonte de calor fornece potência a uma taxa constante de 10,0 cal/min. 362 - (UERJ/2009) Um adulto, ao respirar durante um minuto, inspira, em média, 8,0 litros de ar a 20 ºC, expelindo-os a 37ºC. Admita que o calor específico e a densidade do ar sejam, respectivamente, iguais a -1-1 Cº . g cal. 0,24 e -1L . g 1,2 . Nessascondições, a energia mínima, em quilocalorias, gasta pelo organismo apenas no aquecimento do ar, durante 24 horas, é aproximadamente igual a: a) 15,4 b) 35,6 c) 56,4 d) 75,5 363 - (UESPI/2009) Três esferas maciças idênticas, feitas de ferro, são colocadas no interior de um calorímetro ideal. Inicialmente, as temperaturas das esferas são respectivamente iguais a 30 ºC, 50 ºC e 70 ºC. Qual será a temperatura das esferas quando o sistema atingir o equilíbrio térmico? a) 20 ºC b) 30 ºC c) 40 ºC d) 50 ºC e) 60 ºC Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 364 - (UFMG/2009) Num Laboratório de Física, faz-se uma experiência com dois objetos de materiais diferentes – R e S –, mas de mesma massa, ambos, inicialmente, no estado sólido e à temperatura ambiente. Em seguida, os dois objetos são aquecidos e, então, mede-se a temperatura de cada um deles em função da quantidade de calor que lhes é fornecida. Os resultados obtidos nessa medição estão representados neste gráfico: Sejam LR e LS o calor latente de fusão dos materiais R e S, respectivamente, e cR e cS o calor específico dos materiais, no estado sólido, também respectivamente. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a) cR < cS e LR < LS. b) cR < cS e LR > LS. c) cR > cS e LR < LS. d) cR > cS e LR > LS. 365 - (UNINOVE SP/2009) Na cavidade de um grande bloco de gelo fundente a 0 ºC é depositado um pedaço de 200 g de certo metal a 80 ºC. Observa-se a formação de 25 g de água ao ser atingido o equilíbrio térmico. O calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g. O calor específico do metal vale, em cal/(g.ºC), a) 0,025. b) 0,05. c) 0,125. d) 0,25. e) 0,50. 366 - (UNISA SP/2009) A figura ilustra o aparato utilizado por James P. Joule (1818-1889) na determinação do equivalente mecânico do calor J) 4cal 1( . Os corpos suspensos têm massa 1 kg cada e podem realizar uma queda vertical de 1 metro, em um local em que 2m/s 10g . Admita que toda a energia potencial correspondente ao movimento de queda dos dois corpos seja utilizada para aquecer 10 gramas de água. Sendo o calor específico da água 1 cal/g. ºC, a variação de temperatura (em ºC) da água foi de a) 0,25. b) 0,50. c) 0,75. d) 1,00. e) 5,00. 367 - (UNISC RS/2009) Em um calorímetro, de capacidade térmica desprezível, um pedaço de 150 gramas de um determinado metal de calor específico igual a Cº cal/g 0,1 , à temperatura de 430 ºC, é colocado em 110 gramas de água de calor específico igual a Cº cal/g 1,0 , à temperatura de 20 ºC. Assinale a alternativa que representa, aproximadamente, a temperatura de equilíbrio da mistura. a) 76,43 ºC b) 79,70 ºC c) 89,25 ºC d) 69,20 ºC e) 85,74 ºC Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 368 - (UFG GO/2009) Com o objetivo de economizar energia, um morador instalou no telhado de sua residência um coletor solar com capacidade de cal/dia 10 x 2,1 8 . Toda essa energia foi utilizada para aquecer L 10 x 0,2 3 de água armazenada em um reservatório termicamente isolado. De acordo com estes dados, a variação da temperatura da água (em graus Celsius) ao final de uma dia é de: Dados: calor específico da água Cºg/cal0,1ca Densidade da água 3a cm/g0,1d a) 1,2 b) 6,0 c) 12,0 d) 60,0 e) 120,0 369 - (UFRN/2009) Segundo pesquisadores, o aquecimento global deve- se a fatores tais como o processo de decomposição natural de florestas, o aumento da atividade solar, as erupções vulcânicas, além das atividades humanas, os quais contribuem para as alterações climáticas, com conseqüente derretimento das calotas polares e aumento do nível médio dos oceanos. Tentando simular o processo de derretimento das calotas polares em escala de laboratório, um estudante utilizou um calorímetro contendo um bloco de 1,0 kg de gelo a –30 ºC, ao qual foi adicionada certa quantidade de calor. Dados: Quantidade de calor sensível recebido ou cedido por uma substância: TmcQ Quantidade de calor latente recebido ou cedido por uma substância durante uma mudança de estado físico: Q = mL Calor específico do gelo: Cº J/kg 10 x 1,2c 3g Calor latente de fusão do gelo: J/kg 10 x 3,3L 5fg A partir dessas informações, a) determine a quantidade de calor que deve ser adicionada ao calorímetro para elevar a temperatura do gelo de -30 ºC para 0 ºC; b) determine a quantidade de calor que deve ser adicionada ao calorímetro para transformar o gelo a 0 ºC em líquido a 0 ºC; c) considerando que, no norte da Groenlândia, a temperatura média do gelo é cerca de -30 ºC e que a massa média de gelo derretida (entre 2003 e 2007) foi de kg/ano 10 x 0,8 13 , determine a quantidade de calor necessária para realizar, anualmente, o processo de transformação dessa quantidade de gelo em água. 370 - (FGV/2009) Como não ia tomar banho naquele momento, um senhor decidiu adiantar o processo de enchimento de seu ofurô (espécie de banheira oriental), deixando-o parcialmente cheio. Abriu o registro de água fria que verte 8 litros de água por minuto e deixou-o derramar água à temperatura de 20 ºC, durante 10 minutos. No momento em que for tomar seu banho, esse senhor abrirá a outra torneira que fornece água quente a 70 ºC e que é semelhante à primeira, despejando água na mesma proporção de 8 litros por minuto sobre a água já existente no ofurô, ainda à temperatura de 20 ºC. Para que a temperatura da água do banho seja de 30 ºC, desconsiderando perdas de calor para o ambiente e o ofurô, pode-se estimar que o tempo que deve ser mantida aberta a torneira de água quente deve ser, em minutos, a) 2,5. b) 3,0. c) 3,5. d) 4,0. e) 4,5. 371 - (UDESC/2009) O gráfico abaixo representa a variação da temperatura de 200,0 g de água, em função do tempo, ao ser aquecida por uma fonte que libera energia a uma potência constante. A temperatura da água no instante 135 s e o tempo que essa fonte levaria para derreter a mesma quantidade de gelo a 0ºC são respectivamente: Dados: C = 1 cal/g ºC L = 80 cal/g a) 64 ºC, 200 s b) 64 ºC, 100 s c) 74 ºC, 80 s d) 74 ºC, 200 s e) 74 ºC, 250 s Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 372 - (UEG GO/2009) Considere que um bloco de gelo, inicialmente a 0 ºC, seja aquecido a uma taxa constante. Um tempo t é necessário para transformar o bloco de gelo completamente em vapor d’água a 100 ºC. O que se tem após o tempo 2 t ? a) Água a uma temperatura entre 0 ºC e 100 ºC. b) Apenas gelo a 0 ºC. c) Uma mistura de água e vapor a 100 ºC. d) Uma mistura de gelo e água a 0 ºC. 373 - (UNESP/2009) Segundo a Biblioteca Virtual Leite Lopes, O calor de combustão de um combustível é a quantidade de calor que 1 grama da substância produz, ao ser completamente queimada. (www.prossiga.br/leitelopes/) O calor de combustão do carvão vegetal pode ter valores muito variáveis, mas um valor médio bem aceito é kg/J100,3 7 . Nesse caso, sabendo-se que o calor específico da água é )Cºkg/(J102,4 3 , e supondo que não haja perdas, a massa de carvão que, completamente queimada, fornece a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1,0 kg de água de 28 ºC à fervura (100 ºC), em gramas, é aproximadamente de a) 600. b) 300. c) 150. d) 50. e) 10. 374 - (UNESP/2009) Em um acampamento, um grupo de estudantes coloca 0,50 L de água, à temperatura ambiente de 20 ºC, para ferver, em um lugar onde a pressão atmosférica é normal. Depois de 5,0 min, observam que a água começa a ferver, mas distraem-se, e só tirama panela do fogão depois de mais 10 min, durante os quais a água continuou fervendo. Qual a potência calorífica do fogão e o volume de água contido na panela ao final desses 15 min de aquecimento? Despreze o calor perdido para o ambiente e o calor absorvido pelo material de que é feita a panela; suponha que o fogão forneça calor com potência constante durante todo tempo. Adote para a densidade da água: L/kg0,1água . São dados: calor específico da água: C)ºJ/(kg 102,4c 3água ; calor latente de vaporização da água: J/kg 103,2L 6água . Dê a resposta com dois algarismos significativos. 375 - (UNIFESP SP/2009) 0,50 kg de uma substância a temperatura Cº40T0 , na fase líquida, é colocado no interior de um refrigerador, até que a sua temperatura atinja Cº10T1 . A quantidade de calor transferida em função da temperatura é apresentada no gráfico da figura. A parte do gráfico correspondente ao intervalo de C2,0º a Cº -10 foi ampliada e inserida na figura, à direita do gráfico completo. Calcule: a) o calor latente específico de solidificação. b) o calor específico na fase sólida. 376 - (UNIFESP SP/2009) O gráfico mostra as curvas de quantidade de calor absorvido em função da temperatura para dois corpos distintos: um bloco de metal e certa quantidade de líquido. O bloco de metal, a 115 ºC, foi colocado em contato com o líquido, a 10 ºC, em um recipiente ideal e isolado termicamente. Considerando que ocorreu troca de calor somente entre o bloco e o líquido, e que este não se evaporou, o equilíbrio térmico ocorrerá a a) 70 ºC. b) 60 ºC. c) 55 ºC. d) 50 ºC. e) 40 ºC. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 377 - (UNIOESTE PR/2009) Um experimento simples para estimar a potência de um forno de microondas é medir a elevação da temperatura de uma certa quantidade de água colocada em seu interior, de forma a permitir o cálculo do calor absorvido durante um certo intervalo de tempo. Suponha que 500 g de água, a temperatura inicial de 20ºC, foram colocadas no forno e este mantido em funcionamento durante um minuto. Verifica-se que a água atingiu a temperatura de 40ºC. Pode-se afirmar que neste processo a taxa com que a água absorveu energia foi de (Dados: calor específico da água: -1-1 Cº g cal 1c e J 4,2cal 1 ) a) 167 W b) 540 W c) 700 W d) 1000 W e) 1200 W 378 - (FMJ SP/2009) Numa aula prática de calorimetria, um professor faz a seguinte demonstração a seus alunos: apóia três esferas metálicas A, B e C de mesma massa, mas de substâncias diferentes, aquecidas a 100 ºC, sobre um bloco de gelo fundente. Verifica que para atingir o equilíbrio térmico com o gelo, a esfera C é a que derrete a maior quantidade de gelo, afundando mais, enquanto que a esfera A é a que derrete a menor quantidade de gelo. (www4.prossiga.br/Lopes/prodcien/fisicanaescola) A partir desse resultado, pode-se concluir que a) a esfera C apresenta o maior calor específico das três. b) a esfera A apresenta calor específico maior que o da esfera B. c) as três esferas apresentam o mesmo calor específico. d) as esferas apresentam calor específico igual ao do gelo. e) as esferas apresentam calor específico maior que o do gelo. 379 - (PUC RS/2009) Considere na figura a seguir, na qual um diagrama relaciona o comportamento das temperaturas celsius T e as quantidades de calor Q recebidas por três substâncias diferentes, A, B e C, todas sujeitas à mesma pressão atmosférica. Com base na figura, podemos afirmar que a) a substância B possui uma temperatura de fusão mais elevada do que a substância A. b) a substância B é necessariamente água pura. c) a substância B possui uma temperatura de solidificação mais elevada do que a substância A. d) o calor de vaporização da substância B é maior do que o da substância C. e) a fase final da substância A é sólida. 380 - (PUC RS/2009) Para melhorar o desempenho térmico de seu refrigerador doméstico, um indivíduo tomou três medidas: I. Distribuiu os alimentos nas prateleiras, cuidando para que sobrassem espaços vazios entre eles, com a conseqüente circulação de ar frio para baixo e de ar quente para cima. II. Diminuiu o intervalo de tempo em que a porta do refrigerador era mantida aberta. III. Manteve a camada de gelo nas paredes do congelador bem espessa para fortalecer as trocas de calor internas. Considerando teorias da Física, a(s) ação/ações correta(s) é/são a) a I, apenas. b) a II, apenas. c) a I e a II, apenas. d) a II e a III, apenas. e) a I, a II e a III. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 381 - (PUC SP/2009) Ana, em sua casa de praia, deseja ferver 2 litros de água numa chaleira de alumínio de 500g, ambos na temperatura ambiente de 25ºC. No entanto, seu botijão de gás natural possui apenas 1% da sua capacidade total. Considerando a perda de calor para o meio ambiente de 35%, a quantidade de gás disponível é Considere: Densidade da água = 1g/cm3 Calor específico da água = 1,0cal/gºC Calor específico do alumínio = 0,2cal/gºC Capacidade total do botijão = 13kg ou 31 litros Calor de combustão do gás natural = 12.000kcal/kg a) suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 10 gramas. b) suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 20 gramas. c) suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 30 gramas. d) insuficiente, já que ela precisa de 200 gramas. e) insuficiente, já que ela precisa de 300 gramas. 382 - (UCS RS/2009) Um grão de milho de massa igual a 2 gramas, calor específico de 0,6 cal/g ºC e temperatura inicial de 20 ºC é colocado dentro de uma panela com óleo fervente. Suponha que, no instante em que atingiu 100 ºC, o grão de milho tenha estourado e virado uma pipoca. Que quantidade de calor ele recebeu dentro da panela para isso acontecer? a) 126 calorias b) 82 calorias c) 72 calorias d) 120 calorias e) 96 calorias 383 - (UESC BA/2009) A figura representa um arranjo experimental similar àquele utilizado por Joule para demonstrar que é necessário transformar aproximadamente 4,2J de energia mecânica para se obter 1cal. Deixando–se cair um corpo de peso 50,0N, 20 vezes, de uma determinada altura, um sistema de pás entra em rotação, agitando 1,0kg de água contida no recipiente isolado termicamente, variando a temperatura da água de 1,5ºC. Desprezando-se os efeitos de forças dissipativas, a capacidade térmica do recipiente e sabendo–se que o corpo cai com velocidade praticamente constante e que o calor específico da água é de 1,0cal/gºC, é correto afirmar que a altura inicial do corpo é igual, em m, a 01. 15,0 02. 13,0 03. 10,0 04. 8,0 05. 6,3 384 - (UFC CE/2009) N recipientes, n1, n2, n3 ..., nN, contêm, respectivamente, massas m a uma temperatura T, m/ 2 a uma temperatura T / 2 , m/4 a uma temperatura 1N2/m,...,4/T a uma temperatura T / 2N-1, de um mesmo líquido. Os líquidos dos N recipientes são misturados, sem que haja perda de calor, atingindo uma temperatura final de equilíbrio Tf. a) Determine Tf, em função do número de recipientes N . b) Determine Tf, se o número de recipientes for infinito. 385 - (UFES/2008) Um método conhecido para controlar febres é a imersão do doente em uma banheira com água a uma temperatura ligeiramente inferior à temperatura do doente. Suponha que um doente com febre de 40ºC é imerso em 0,45 m3 de água a 35ºC. Após um tempo de imersão, a febre abaixa para 37,5ºC e o paciente é retirado da banheira. A temperatura da água na banheira, logo após o paciente ser retirado, é de 36,5ºC. Considerando que a água da banheiranão perde calor para o ambiente, calcule, em kcal, a quantidade de calor trocada entre o paciente e a água. A resposta CORRETA é Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível a) 3 b) 6,75 c) 30 d) 300 e) 675 386 - (UFES/2009) Um vasilhame isolado termicamente contém 996,8g de água a 20,00ºC. Uma amostra metálica de 100,0g de ouro, a 100,0ºC, é inserida no vasilhame. Sabendo que o calor específico do ouro é 0,03200 cal/gºC, calcule a temperatura de equilíbrio no interior do vasilhame. A resposta CORRETA é a) 10,26ºC b) 20,26ºC c) 30,26ºC d) 40,26ºC e) 50,26ºC 387 - (UFMS/2008) No interior de um forno de microondas encontra-se um prato que contém 1kg de purê de batatas para ser aquecido. Considere que o purê de batatas possui calor específico Ccal/gº 8,1c , e que a capacidade térmica C do prato é de 20 cal/ºC. A potência elétrica de consumo do forno é igual a 1.200W, dos quais 80% dessa potência são transferidos como energia térmica para o purê de batatas, o qual por condução aquece o prato, considere que somente essa energia é transferida para o prato. Antes de ligar o forno de microondas, todo esse sistema está em equilíbrio térmico na temperatura de 20ºC. Assinale a alternativa que corresponde ao tempo em que o forno de microondas deve ficar ligado para que o prato e o purê de batatas atinjam a temperatura de 50ºC. Use a relação que 1cal = 4,18J. a) Igual a 3,6 minutos. b) Igual a 3,2 minutos. c) Mais que 3,7 minutos. d) Igual a 3,0 minutos. e) Menos que 2,0 minutos. 388 - (UFMT/2008) Serviço de Previsão à Escala Mundial Brasil Instituto Nacional de Meteorologia Informação Meteorológica para Cuiabá Previsão Meteorológica Atualizada às 15:00 (Tempo Local) de 13 de agosto de 2007 (Disponível em http://www.smg.gov.mo/wwis/136/c01065.htm. Acesso em 13/08/07.) Cuiabá é conhecida como a Capital do calor. E como você pode perceber na previsão meteorológica acima, mesmo no inverno, os cuiabanos vivem sob altas temperaturas. Imagine que você está parado em um semáforo na Avenida Fernando Correa da Costa. Um painel próximo mostra que são 15:01 h e que a temperatura é 38 °C. Como explicar na linguagem científica o que é sentir calor? a) Calor e temperatura são, do ponto de vista cientifico, igualmente definidos. O ser humano sente calor porque a temperatura está relativamente alta em relação ao calor corporal. b) O calor corporal é a medida cinética de movimentação das partículas que compõem o corpo. Em um ambiente com muito calor, o ser humano se sente cansado e afadigado e a temperatura corporal se eleva rapidamente fazendo com que haja perda de água na transpiração. c) Dependendo do tempo de exposição ao sol, acionam-se mecanismos biofísicos de eliminação da temperatura. d) O calor sentido a essa hora é proveniente da exposição aos raios solares que transmitem temperatura ao corpo e acumula-se na atmosfera de Cuiabá, tornando-a famosa pelo calor. e) Para que o corpo atinja o equilíbrio térmico com o ambiente, deverá haver transferência de calor do ambiente para o corpo. O ser humano possui meios de evitar a elevação da temperatura corporal, por exemplo, pela transpiração. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 389 - (UFPA/2009) A utilização de painéis coletores de energia solar para aquecimentos em instalações residenciais tem crescido nos últimos anos, com aperfeiçoamentos técnicos e melhoria nos rendimentos, recompensando os custos iniciais das instalações. Em um pequeno condomínio decidiu-se pelo uso do coletor para aquecimento da água nas residências, com demanda total estimada previamente em 3 litros por minuto, vazão esta que deveria sofrer aquecimento aproximado de 20º C. Considerando que a intensidade de radiação solar local útil incidente sobre os painéis coletores seja de 600 W /m2, a área total mínima desses painéis em metro quadrado (m2) é a) 5 b) 7 c) 9 d) 12 e) 14 Se necessário use: calor específico da água 4200 J / kgºC e densidade da água 1000 kg / m3. 390 - (UFSCar SP/2009) Encerrado o trabalho, o cinegrafista pensou num banho... Desconsiderando perdas de calor para o corpo da banheira e para o ar, a mistura de 60 litros de água, inicialmente a 80 ºC, com certa quantidade de água a 20 ºC, resultaria em uma temperatura de 40 ºC. Conhecidos o calor específico da água, 1 cal/(g.ºC), a densidade da água, 1 kg/L, a quantidade de água a 20 ºC a ser despejada, em litros, seria a) 80. b) 90. c) 100. d) 120. e) 140. 391 - (UFT TO/2008) Dois materiais, “A” e “B”, com massas mA e mB, possuem calor específico cA e cB, respectivamente. Ao fornecer certa quantidade de calor ao material “A”, e metade desta mesma quantidade de calor ao material “B”, observa-se que a temperatura nos materiais sofre a mesma variação. Com base nessas informações podemos afirmar que: a) Se cA < cB então mA > mB. b) Se cA = cB então mA < mB. c) Se mA = mB então cA > cB. d) Se mA = mB então cA = cB. 392 - (UFT TO/2009) Um cubo de certo material metálico com 5cm de lado, e temperatura de 100 ºC é imerso em um recipiente cilíndrico de diâmetro 10cm com água a 25 ºC. O nível inicial da água no recipiente antes da imersão do cubo é 20cm. O recipiente não perde calor para o ambiente. Desprezando a variação de volume da água e do material com a variação de temperatura, a temperatura final após o equilíbrio térmico é, aproximadamente: Dados: densidade do material ][kg/m 1000 3água , densidade da água ][kg/m 1000água 3 , calor específico do material k)] [J/(kg 418cmat e calor específico da água, K)] [kJ/(kg 18,4cágua . a) 50 ºC b) 52 ºC c) 37 ºC d) 26 ºC 393 - (UNCISAL/2008) A temperatura média da água do mar em uma praia de Alagoas é de 28 ºC no verão e de 18 ºC no inverno. Sendo a densidade da água do mar 3kg/m 1030d e seu calor específico J/(kg.K) 4180c , a quantidade de calor cedida por m3 de água do mar em seu resfriamento entre o verão e o inverno é, em joule, aproximadamente, a) 1,2 × 102. b) 2,1 × 103. c) 2,8 × 104. d) 3,6 × 106. e) 4,3 × 107. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 394 - (UNCISAL/2009) Um calorímetro contém 200 g de água a 25 ºC. É depositado, em seu interior, um bloco metálico de 100 g de massa a 95 ºC, observando-se o equilíbrio térmico a 30 ºC. Considerando o sistema isolado do meio externo, 1,0 cal/(g.ºC) o calor específico da água e 0,20 cal/(g.ºC) o calor específico do metal, a capacidade térmica do calorímetro vale, em cal/ºC, a) zero. b) 8,0. c) 60. d) 140. e) 280. 395 - (CEFET PR/2009) Uma pessoa deseja perder 5,0 kg de gordura fazendo ginástica. Estime o tempo que ela precisa se dedicar à atividade física, supondo que haja um gasto de 10 kcal/min e que este consumo energético seja exclusivamente para esta quantidade de gordura. Considere que as gorduras liberem 10 kcal/g nas reações internas do corpo humano. a) 30 minutos. b) 1 hora. c) 2,5 horas. d) 3h30min. e) 5000 minutos. 396 - (FATEC SP/2009) Na segunda metade do século XVIII, Joseph Black apresentou, com seus estudos, a distinção entre os conceitos de calor e temperatura. Verificou que quando se mistura água quente com água fria não é a temperatura que passa da água quente para a fria, é sim o calor. Sobre esses conceitos é correto afirmar que a) calor é uma forma de energia que se atribui somente aos corpos quentes. b) temperatura é energia térmica trocada entre corpos em equilíbrio térmico. c) dois corpos com massas iguais apresentam quantidades de calor iguais. d) dois corposem equilíbrio térmico apresentam a mesma temperatura. e) calor é uma forma de energia que não se apresenta em corpos frios. 397 - (UCS RS/2009) Na figura a seguir, estão representadas, em função do tempo (t), as temperaturas T, de uma sala, e T1 e T2, respectivamente, de dois alimentos A1 e A2, que foram colocados sobre a mesa da sala no instante t = 0. Tendo como referência os gráficos, analise quanto à veracidade (V) ou falsidade (F) as proposições abaixo. ( ) O tempo necessário para o esfriamento do alimento A2, de sua temperatura inicial até 20,2 °C, é igual ao tempo necessário para o seu esfriamento de 20,2 °C até 15,2 °C. ( ) A temperatura da sala aumentará devido ao calor irradiado pelo alimento A2, cuja temperatura inicial é superior à da sala. ( ) A diferença entre as temperaturas iniciais dos alimentos A1 e A2 é de 21,6 °C. Assinale a alternativa que preenche corretamente os parênteses, de cima para baixo. a) VVF b) FFF c) FFV d) VFV e) FVF 398 - (UCS RS/2009) De acordo com um estudo da Universidade da Carolina do Norte, beber bastante água, além de hidratar, faz com que você consuma menos calorias que uma pessoa que só ingere chá, café, refrigerantes, entre outras bebidas. Para melhorar esses resultados, a água deve estar gelada, pois isso acelera o metabolismo. Dessa forma, seis copos de água gelada por dia podem fazer com que o organismo queime 50 calorias. (PERDA de peso: dicas para acelerar o metabolismo. Banco de Saúde, Brasília. Disponível em: <http://www.bancodesaude.com.br>. Acesso em: 11 maio 2009 – Texto adaptado.) Supondo-se que uma pessoa associe o consumo de seis copos de água gelada por dia aos seus hábitos, ela poderia, ao final de uma semana, por um processo termodinâmico, perder a) 300 calorias. b) 400 calorias. c) 350 calorias. d) 200 calorias. e) 250 calorias. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 399 - (UFG GO/2009) A temperatura típica de uma tarde quente em Aruanã, cidade do estado de Goiás, situada às margens do rio Araguaia, é de 37 ºC. Os banhistas, nas areias do rio Araguaia, usam cubos de gelo para resfriar um refrigerante que se encontra à temperatura ambiente. Em um recipiente de isopor (isolante térmico de capacidade térmica desprezível) são adicionados 300 ml do refrigerante. Calcule qual deve ser a mínima quantidade de gelo a ser adicionada ao refrigerante para reduzir sua temperatura a 12 ºC. Considere que o calor específico e a densidade de massa do refrigerante sejam iguais aos da água. Dados: cágua = 1 cal/gºC Lgelo = 80 cal/g 400 - (UFG GO/2009) Os produtores de chá verde, em geral, recomendam a infusão em água a 90ºC. Para isso, uma xícara de chá contendo 200 ml de água a uma temperatura de 22ºC foi aquecida em um forno de micro-ondas por 40 s. Nesse caso a potência absorvida pela água em cal/s é: Dados: calor específico da água: 1 cal/g ºC a) 110 b) 170 c) 290 d) 340 e) 450 401 - (UFMS/2009) Um cozinheiro deseja aquecer um litro de água que está na temperatura ambiente, até uma temperatura inferior à temperatura de ebulição. Para isso, utiliza como fonte de calor uma grande chapa de ferro de um fogão, que é mantida sempre numa temperatura constante e superior à temperatura em que deseja aquecer a água. O cozinheiro resolve aplicar dois métodos diferentes, usando duas panelas idênticas, A e B. Na panela A, coloca um litro de água na temperatura ambiente To, enquanto que, na outra panela, coloca apenas meio litro de água também na temperatura ambiente To. Em seguida, as coloca simultaneamente sobre a chapa quente para serem aquecidas. Após um certo tempo, retira-as simultaneamente da chapa, e o litro de água da panela A está a uma temperatura TA, e o ½ litro de água da panela B está a uma temperatura TB. Em seguida, completa-se na panela B, mais ½ litro de água na temperatura ambiente, e a mistura homogênea atinge o equilíbrio térmico na temperatura TC, veja a figura. Considere as duas panelas com as mesmas características térmicas, e que, durante o aquecimento, o calor foi transferido apenas por condução da chapa para as panelas, e que em todos os processos não houve perdas de calor para outras vizinhanças. Com fundamentos nos processos de convecção e condução de calor, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. A taxa de calor, que é transferida da panela A para a água, é maior que a taxa de calor que é transferida da panela B para a água. 02. Como a panela A possui o dobro do volume de água da panela B, ao retirar as duas simultaneamente da chapa, a temperatura TA da água (1 litro), que está na panela A, é a metade da temperatura da água (0,5 litro) que está na panela B. 04. Após complementar a panela B com mais 0,5 litro de água, na temperatura ambiente, a temperatura de equilíbrio TC será menor que a temperatura TA. 08. A taxa de calor que é transferida da panela A para a água, isto é, t/Q , é sempre constante enquanto a água está sendo aquecida, porque a temperatura da chapa é constante. 16. Se um misturador mantivesse a distribuição de temperatura, na água, homogênea, e sem acontecer perdas de calor para as vizinhanças durante o aquecimento, mais calor seria transferido para a água no mesmo intervalo de tempo se não houvesse misturador. 402 - (UNESP/2009) Uma cozinheira, moradora de uma cidade praiana, não dispunha de um termômetro e necessitava obter água a uma temperatura de 60 ºC. Resolveu, então, misturar água fervendo com água proveniente de um pedaço de gelo que estava derretendo. Considere o sistema isolado, ou seja, que a troca de calor só se estabeleceu entre as quantidades de água misturadas e, ainda, que a cozinheira usou a mesma xícara nas suas medições. A cozinheira só chegaria ao seu objetivo se tivesse misturado uma xícara da água a 0 ºC com a) três xícaras de água fervendo. b) duas xícaras e meia de água fervendo. c) duas xícaras de água fervendo. d) uma xícara e meia de água fervendo. e) meia xícara de água fervendo. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 403 - (UNIFOR CE/2009) Um aquecedor elétrico que fornece 840 W é utilizado para aquecer 600 g de água, inicialmente à temperatura de 30 ºC. Supondo que todo o calor fornecido aqueça a água, a temperatura por ela atingida após 1,0 minuto é, em ºC, Dado: cágua = 1,0 cal/g ºC = 4,2 J/g ºC a) 35 b) 40 c) 45 d) 50 e) 55 404 - (UNIMONTES MG/2009) Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém uma substância de massa 200g e calor específico 0,200 cal/g ºC, na temperatura de 60,0 ºC. Adiciona-se nesse calorímetro uma massa de 100g e calor específico de 0,120 cal/g ºC, à temperatura de 30,0 ºC. A temperatura de equilíbrio será de, aproximadamente, a) 25,1ºC. b) 53,1ºC. c) 45,7ºC. d) 70,9ºC. 405 - (UFU MG/2009) Um grupo de estudantes de uma escola queria estimar a altura do prédio mais alto da cidade em que mora. Para isso, eles dispunham de 100 pequenas esferas de chumbo de massa 50 g cada, de um calorímetro, um termômetro, uma régua e uma máquina fotográfica. Realizaram, então, dois procedimentos: Procedimento 1: alguns estudantes colocaram todas as bolinhas de chumbo dentro de um saco plástico bem resistente e largaram o saco plástico, do repouso, do último andar do prédio. Ao tocar o solo, o saco plástico contendo as esferas de chumbo foi rapidamente colocado em um calorímetro, evitando- se assim perdas de calor para o meio externo. Um termômetro, acoplado ao calorímetro, indicou um aumento da temperatura média das esferas de chumbo em 6ºC e, utilizando todos os dados, osestudantes estimaram a altura do prédio. Procedimento 2: outro grupo de estudantes posicionou-se na esquina e fotografou o abandono do saco plástico contendo as bolinhas de chumbo, disparando a máquina fotográfica a cada segundo após o abandono do saco plástico. Utilizando a primeira foto que tiraram (t = 1s), mediram, com a régua, a posição do saco plástico em relação ao topo do prédio e a altura do prédio. A partir desses dados, os estudantes determinaram a altura do prédio. Sabendo que o calor específico do chumbo é 130 J/(kg ºC) e que a aceleração da gravidade local é 10 m/s2, responda: a) Qual a altura do prédio obtida pelos estudantes ao realizarem o procedimento 1, desprezando-se as trocas de calor entre as esferas de chumbo e as paredes internas do calorímetro? b) Qual a altura do prédio obtida pelos estudantes ao realizarem o procedimento 2 e obterem 1,5 cm para a posição do saco plástico em relação ao topo do prédio e 24 cm para a altura do prédio na primeira foto tirada? 406 - (UEM PR/2009) São fornecidas as mesmas quantidades de calor para três massas m1, m2 e m3. A temperatura da massa m1 aumenta de uma quantidade T ºC, a temperatura da massa m2 aumenta de uma quantidade (T + 1) ºC e a temperatura da massa m3 aumenta de uma quantidade (T – 1) ºC. Com base nessas informações, assinale o que for correto. 01. Se m1 = m2, o calor específico da massa m1 é maior que o calor específico da massa m2. 02. Se m2 = m3, o calor específico da massa m2 é maior que o calor específico da massa m3. 04. Se a razão entre as capacidades térmicas das massas m1 e m2 for igual a 2, então o aumento da temperatura de m2 é de 2 ºC. 08. Se a razão entre as capacidades térmicas das massas m1 e m3 for igual a 1/2, então o aumento da temperatura de m1 é de 2 ºC. 16. Se a razão entre as capacidades térmicas das massas m2 e m3 for igual a 1/2, então o aumento da temperatura de m3 é de 2 ºC. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 407 - (UEM PR/2009) Considere dois blocos A e B, com temperaturas iniciais de 200 ºC e 20 ºC respectivamente, fechados em um sistema isolado e que só trocam calor entre si. (Dados: Cº . J/kg 130cchumbo e Cº . J/kg 840c vidro ) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. Haverá troca de calor entre os corpos, mas a energia do sistema permanecerá constante. 02. A temperatura final de equilíbrio dependerá das massas dos corpos. 04. Em dois experimentos diferentes, em que, no primeiro, os corpos A e B são placas de chumbo de massas iguais a 10 g cada e, no segundo, os corpos A e B são placas de vidro de massas iguais a 20 g cada, a temperatura final de equilíbrio será diferente nos dois experimentos. 08. O processo de troca de calor entre os dois corpos é um processo reversível. 16. Em dois experimentos diferentes, em que, no primeiro, os corpos A e B são placas de chumbo e vidro, respectivamente, com massas iguais a 10 g cada e, no segundo, os corpos A e B são placas de vidro e chumbo, respectivamente, com massas iguais a 10 g cada, a temperatura final de equilíbrio será igual nos dois experimentos. 408 - (UEPG PR/2010) Quanto à transferência de energia térmica, assinale o que for correto. 01. Corpos diferentes apresentarão temperaturas diferentes após recebimento de calor num determinado tempo. 02. A energia cinética média das partículas individuais está diretamente relacionada com a temperatura de uma substância. 04. Quanto maior o calor específico de uma substância, maior será a dificuldade em fazer variar a sua temperatura. 08. O calor específico é de maior valor nas substâncias sólidas do que nas substâncias líquidas. 409 - (UERJ/2010) O gráfico a seguir assinala a média das temperaturas mínimas e máximas nas capitais de alguns países europeus, medidas em graus Celsius. Adaptado de Factos e números essenciais sobre a Europa e os europeus. Luxemburgo: Serviço das Publicações Oficiais das Comunidades Europeias, 2006. Considere a necessidade de aquecer 500 g de água de 0 ºC até a temperatura média máxima de cada uma das capitais. Determine em quantas dessas capitais são necessárias mais de 12 kcal para esse aquecimento. 410 - (UERJ/2010) A tabela abaixo mostra apenas alguns valores, omitindo outros, para três grandezas associadas a cinco diferentes objetos sólidos: – massa; – calor específico; – energia recebida ao sofrer um aumento de temperatura de 10 ºC. 5,0100V 4,0150IV 450150III 4002,0II 3003,0I )cal(QCºgcal(c)g(mobjetos 11 A alternativa que indica, respectivamente, o objeto de maior massa, o de maior calor específico e o que recebeu maior quantidade de calor é: a) I, III e IV b) I, II e IV c) II, IV e V d) II, V e IV Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 411 - (UFG GO/2010) Um automóvel possui uma mistura aquosa em seu sistema de arrefecimento. Essa mistura é bombeada fazendo circular o calor do motor até o radiador, onde o calor é dissipado para o meio ambiente. Um motorista liga o motor desse automóvel e parte para sua viagem. Decorridos 10 minutos, ele observa, no indicador de temperatura do painel, que a mistura chega ao radiador com 90 ºC e permanece em torno desse valor durante a viagem. Isso ocorre porque a) o radiador dissipa mais calor do que o motor produz. b) o radiador dissipa mais calor quanto maior a temperatura da mistura aquosa. c) o motor libera menos calor quando aquecido acima dessa temperatura. d) o motor para de produzir calor acima dessa temperatura. e) o radiador dissipa menos calor acima dessa temperatura. 412 - (UFSCar SP/2010) Estima-se que hoje em dia o Brasil tenha cerca de 160 milhões de telefones celulares em operação. Esses aparelhos tão populares utilizam a radiação na frequência das micro-ondas para enviar e receber as informações das chamadas telefônicas. a) A empresa Darkness de telefonia opera a uma frequência de 850 MHz. Calcule o comprimento de onda λ utilizado pela operadora de telefonia, sabendo que as ondas eletromagnéticas se propagam com a velocidade da luz (c = 3,0 × 108 m/s). b) Considere um aparelho celular que emite 1 W de potência quando em funcionamento. Um grupo de pesquisadores deseja estudar o quanto esse aparelho celular provoca de aquecimento na cabeça dos seus usuários. Para tanto, realizam uma simulação num laboratório: enchem uma bexiga de festa, de massa desprezível, com um dado líquido, tal que o conjunto (bexiga+líquido) tenha massa de 2 kg. Em seguida, ligam o telefone celular, encostado no conjunto, pelo tempo total de 9 minutos. Faça uma estimativa da elevação da temperatura do conjunto, após esse intervalo de tempo, considerando que a potência emitida pelo aparelho celular seja absorvida pelo conjunto. Dado: O calor específico do líquido utilizado na simulação é de 3,6 J/(g · °C). 413 - (ESCS DF/2010) Um corpo metálico, cujo calor específico é 0,1 cal/gºC, e massa de 1 kg, é abandonado de uma altura de 42m acima do solo. A colisão entre o corpo e o solo é inelástica, e toda a energia dissipada é absorvida somente pelo corpo. Considere g=10 m/s2 e 1cal=4,2J. A variação de temperatura do corpo medida em graus Celsius é de: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 414 - (FGV/2010) A primeira coisa que o vendedor de churros providencia é o aquecimento dos 4 litros de óleo de fritura que cabem em sua fritadeira. A partir de 20 ºC, levam-se 12 minutos para que a temperatura do óleo chegue a 200 ºC, aquecimento obtido por um único queimador (boca de fogão), de fluxo constante, instalado em seu carrinho. Admitindo que 80% do calor proveniente do queimadorseja efetivamente utilizado no aquecimento do óleo, pode-se determinar que o fluxo de energia térmica proveniente desse pequeno fogão, em kcal/h, é, aproximadamente, Dados: densidade do óleo = 0,9 kg/L calor específico do óleo = 0,5 cal/(g.ºC) a) 4 000. b) 3 500. c) 3 000. d) 2 500. e) 2 000. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 415 - (UFF RJ/2010) Uma bola de ferro e uma bola de madeira, ambas com a mesma massa e a mesma temperatura, são retiradas de um forno quente e colocadas sobre blocos de gelo. Marque a opção que descreve o que acontece a seguir. a) A bola de metal esfria mais rápido e derrete mais gelo. b) A bola de madeira esfria mais rápido e derrete menos gelo. c) A bola de metal esfria mais rápido e derrete menos gelo. d) A bola de metal esfria mais rápido e ambas derretem a mesma quantidade de gelo. e) Ambas levam o mesmo tempo para esfriar e derretem a mesma quantidade de gelo. 416 - (UFRJ/2010) Um calorímetro ideal contém uma certa massa de um líquido A a 300K de temperatura. Um outro calorímetro, idêntico ao primeiro, contém a mesma massa de um líquido B à mesma temperatura. Duas esferas metálicas idênticas, ambas a 400K de temperatura, são introduzidas nos calorímetros, uma no líquido A, outra no líquido B. Atingido o equilíbrio térmico em ambos os calorímetros, observa-se que a temperatura do líquido A aumentou para 360K e a do líquido B, para 320K. Sabendo que as trocas de calor ocorrem a pressão constante, calcule a razão cA/cB entre o calor específico cA do líquido A e o calor específico cB do líquido B. 417 - (UFTM/2010) Se o leite em um copo está muito quente, é uma prática comum derramá-lo para outro copo e deste para o primeiro, em uma sucessão de movimentos semelhantes, que fazem o leite ficar mais frio, sobretudo devido às trocas de calor com o ar. Se pudéssemos garantir que não houvesse trocas de calor com o meio e com os copos, realizando o mesmo procedimento com 200 mL de água, inicialmente a 20,0 ºC, passando de um copo para outro, distantes verticalmente a 0,5 m, numa sucessão de movimentos tal qual os realizados com o leite, a temperatura da água aumentaria para 20,1 ºC, após um número de trocas de um copo a outro, mais próximo de Dados: densidade da água = 1 g/mL aceleração da gravidade = 10 m/s2 calor específico da água = 1 cal/(g.ºC) 1 cal = 4 J a) 100. b) 80. c) 60. d) 50. e) 40. 418 - (UNIFOR CE/2010) Um pai, ao sair de sua piscina (Largura 4m – Comprimento 10,0m – Profundidade 1,2 m) para brincar com seu filho na piscina conjugada (Largura 2,0 – Comprimento 3,0 m – Profundidade 0,50m ), notou que a temperatura da água na piscina infantil era maior do que a temperatura na sua piscina, muito embora as duas piscinas estivessem expostas ao mesmo sol. Esta situação é possível ou impossível porque a) impossível, visto que ambas as piscinas estão sob o mesmo sol; b) possível, visto que os comprimentos das piscinas são diferentes; c) possível, visto que as profundidades das piscinas são diferentes; d) possível, visto que as larguras das piscinas são diferentes; e) possível, visto que uma piscina é maior que a outra. 419 - (UNIMONTES MG/2010) No interior de um calorímetro ideal, encontram-se 250 g de água em equilíbrio térmico a 10 ºC. São colocados dentro do calorímetro dois blocos de metal, um de cobre de massa 50 g, a 80 ºC, e outro com massa 50 g, feito de material sem identificação, a 100 ºC. O sistema estabiliza-se a uma temperatura final de 20cºC. O calor específico do bloco feito do material sem identificação, em cal/gºC, é igual, aproximadamente, a Dados: Calor específico da água = 1,000 cal/gºC Calor específico do cobre = 0,0924 cal/gºC a) 0,65. b) 0,43. c) 0,56. d) 0,34. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 420 - (UNIOESTE PR/2010) Se misturarmos, num recipiente de capacidade térmica desprezível, 150 g de água a 80ºC com 50 g de gelo a 0ºC, considerando o calor específico da água igual a 1 cal/gºC e o calor de fusão do gelo como 80 cal/g, a temperatura de equilíbrio da mistura será de a) 20 ºC. b) 25 ºC. c) 30 ºC. d) 35 ºC. e) 40 ºC. 421 - (UEPB/2010) Um forno de microondas produz ondas eletromagnéticas de frequência aproximadamente a 2500 MHz (2,5 × 109 Hz) que é gerada por um magnétron e irradiada por um ventilador de metal, que fica localizado na parte superior do aparelho, para o interior do mesmo. Através do processo de ressonância, as moléculas de água existentes nos alimentos absorvem essas ondas, as quais fazem aumentar a agitação das mesmas, provocando assim o aquecimento dos alimentos de fora para dentro. Veja o esquema abaixo. Fonte: www.brasilescola.com/fisica/forno- microondas.htm (com adaptações) Acerca do assunto tratado no texto, resolva a seguinte situação problema: Em um forno de microondas é colocado meio litro de água (500 g) a uma temperatura de 30 °C. Suponha que as microondas produzem 10.000 cal/min na água e despreze a capacidade térmica do copo. Sabendo-se que o calor específico da água é de 1,0 cal/g °C, o tempo necessário para aquecer meio litro de água, em minutos, a uma temperatura de 80 °C, é a) 4,0. b) 2,5. c) 6,0. d) 8,0. e) 5,0. 422 - (UEPG PR/2010) Três amostras de diferentes materiais são sujeitas a um experimento que consiste em, com auxílio de uma fonte térmica, transferir calor para as amostras. Os calores específicos e as massas das amostras são indicados no quadro abaixo e durante o experimento não há mudança de estado físico. Sobre as conclusões desse experimento, assinale o que for correto. 500,1c 1006,0b 1502,0a m(g)C)c(cal/gºAmostra 01. Se a mesma quantidade de calor, Q, for cedida para as amostras a e b, então b = 2a. 02. Se as amostras b e c sofrem a mesma variação de temperatura, então Qb = 1,2Qc. 04. Se as três amostras receberem a mesma quantidade de calor, a temperatura final da amostra a será maior do que as temperaturas finais das amostras b e c. 08. As capacidades térmicas das amostras a e b valem, respectivamente, 30 cal/g e 60 cal/g. 16. Se as amostras a e c receberem, respectivamente, quantidades de calor iguais a Qa e Qc = Qa/3, então a = 5c. 423 - (ACAFE SC/2010) Os comportamentos da temperatura (T) medida em °C em função do tempo (t), medido em minutos, de massas (mA), (mB), (mC) e (mD) de um líquido, supostamente água pura, foram estudados por quatro grupos de alunos - A, B, C e D. Para tanto, o professor disponibilizou aos alunos fontes de calor de potência térmica (PA), (PB), (PC) e (PD), recipientes de vidro (idênticos), termômetros digitais (idênticos) e volumes de líquidos. As medidas efetuadas pelos grupos estão apresentadas na tabela a seguir. Assim, é correto afirmar que: a) se mA > mB > mC > mD, então, PA = PB = PC = PD e o líquido é água pura em A, B, C e D. b) se mA = mB = mC = mD, então, PA < PB e o líquido é água pura em A e em B. c) se mA = mB = mC = mD, então, PA = PB = PC = PD e o líquido é água pura em A, B, C e D. d) se mA = mB = mC = mD, então, PC < PD e o líquido é água pura em C e em D. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 424 - (UCS RS/2010) Uma pessoa está parada na areia, de pés descalços, assistindo a uma partida de vôlei de praia. Como a areia foi esquentando, essa pessoa calçou um par de chinelos de borracha com 300 g de massa. Ao ser colocado em contato com a areia, o par de chinelos sofreu um aumento de temperatura. Supondo o calor específico da borracha do chinelo como 0,8 calorias/gºC, e desconsiderando o calor transferido pela pessoa, qual foi a quantidade de calor total transferida pelo chão quente ao par de chinelos (lembrando que 1 caloria = 4,18 J), se o aumento de temperatura que ele sofreu foi de 10 ºC? a) 11 818 J b) 10 300 J c) 10 032 J d) 9 300 J e) 6 318 J 425 - (UCS RS/2010) Se encostarmos um cubo de gelo a –5 ºC em um material supercondutor a 77 K, no qual há uma corrente elétrica circulando, o que irá acontecer? a) O gelo resfriará o supercondutor, mas não chegará a valores negativos na escala Kelvin. b) O gelo resfriará o supercondutor, chegando a valores negativos na escala Kelvin. c) O supercondutor extrairá calor do gelo. d) O supercondutor e o gelo entrarão em equilíbrio térmico sem mudar suas temperaturas iniciais. e) O supercondutor derreterá o gelo por causa da corrente elétrica que passa por ele. 426 - (UFG GO/2010) Uma sala de aula de 200 m2 e 3m de altura acomoda 60 pessoas, que iniciam as atividades pela manhã a uma temperatura de 25 ºC. A taxa de dissipação de calor produzida por um ser humano adulto sentado é, em média, 120 W. Para que o corpo humano permaneça à temperatura de 37 ºC é adequado que o ambiente seja mantido a 25 ºC, assim a dissipação do calor por irradiação compensa a produção de calor do corpo. A capacidade térmica por unidade de volume do ar é 1300J/m3 ºC. Considerando o exposto, e tratando a sala de aula como um sistema termicamente isolado, calcule: a) a potência, em watts, do aparelho de ar- condicionado necessário para manter a sala a 25 ºC; b) o intervalo de tempo, em minutos, para a sala atingir 37 ºC, na ausência do equipamento de ar- condicionado. 427 - (UFJF MG/2009) Um recipiente metálico, isolado termicamente, pode ser usado como calorímetro. Com esse objetivo, é preciso determinar primeiramente a capacidade térmica C do calorímetro, o que pode ser feito com o seguinte procedimento: I. colocam-se 100 g de água fria no interior do recipiente. Mede-se a temperatura de equilíbrio térmico de 10 ºC. II. adicionam-se mais 100 g de água, à temperatura de 30ºC, no interior do recipiente. A nova temperatura de equilíbrio é de Te. Dados: Cº cal/g 1 c OH 2 a) Admitindo que seja desprezível o fluxo de calor do calorímetro para o ambiente, escreva uma equação para o equilíbrio térmico do tipo Qcedido = Qrecebido, onde apareçam a temperatura de equilíbrio Te e a capacidade térmica C do calorímetro. b) Calcule, utilizando a equação que você escreveu no item a, a capacidade térmica do calorímetro, considerando Te = 18ºC. 428 - (UFSM/2010) Diz a lenda que o imperador Shen Nang descansava sob uma árvore, quando algumas folhas caíram no recipiente em que seus servos ferviam água para beber. Atraído pelo aroma, o imperador provou o líquido e gostou. Nascia, assim, a tecnologia do preparo do chá. Num dia de inverno, a temperatura ambiente está em 9°C. Faz-se, então, um chá, colocando-se 150 g de água a 100°C numa xícara de porcelana, à temperatura ambiente. Sabe-se que a porcelana tem calor específico cinco vezes menor do que o da água. Se não houver perdas de energia para a vizinhança e a xícara tiver massa de 125 g, a temperatura da água, quando o equilíbrio térmico com a xícara se estabelece, é de, em °C, a) 54,5. b) 72. c) 87. d) 89,4. e) 118,2. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 429 - (UFTM/2010) Após um carpinteiro enterrar um enorme prego de ferro em uma viga de peroba, verifica-se que a temperatura do mesmo elevou-se em 10 ºC. Dados: calor específico do ferro = 0,1 cal/(g ºC) massa do prego = 50 g 1 cal = 4,2 J Admitindo que 60% da energia transferida pelo martelo tenha acarretado a elevação da temperatura do prego e, considerando que o carpinteiro tenha desferido 50 golpes com seu martelo sobre o prego, a energia média, em joules, transferida em cada martelada é: a) 10. b) 9. c) 8. d) 7. e) 6. 430 - (UNESP/2010) Nos últimos anos temos sido alertados sobre o aquecimento global. Estima-se que, mantendo-se as atuais taxas de aquecimento do planeta, haverá uma elevação do nível do mar causada, inclusive, pela expansão térmica, causando inundação em algumas regiões costeiras. Supondo, hipoteticamente, os oceanos como sistemas fechados e considerando que o coeficiente de dilatação volumétrica da água é aproximadamente 2 × 10–4 ºC–1 e que a profundidade média dos oceanos é de 4 km, um aquecimento global de 1 ºC elevaria o nível do mar, devido à expansão térmica, em, aproximadamente, a) 0,3 m. b) 0,5 m. c) 0,8 m. d) 1,1 m. e) 1,7 m. 431 - (UNESP/2010) As pontes de hidrogênio entre moléculas de água são mais fracas que a ligação covalente entre o átomo de oxigênio e os átomos de hidrogênio. No entanto, o número de ligações de hidrogênio é tão grande (bilhões de moléculas em uma única gota de água) que estas exercem grande influência sobre as propriedades da água, como, por exemplo, os altos valores do calor específico, do calor de vaporização e de solidificação da água. Os altos valores do calor específico e do calor de vaporização da água são fundamentais no processo de regulação de temperatura do corpo humano. O corpo humano dissipa energia, sob atividade normal por meio do metabolismo, equivalente a uma lâmpada de 100 W. Se em uma pessoa de massa 60 kg todos os mecanismos de regulação de temperatura parassem de funcionar, haveria um aumento de temperatura de seu corpo. Supondo que todo o corpo é feito de água, em quanto tempo, aproximadamente, essa pessoa teria a temperatura de seu corpo elevada em 5 ºC? Dado: calor específico da água 4,2 × 103 J/kgºC. a) 1,5 h. b) 2,0 h. c) 3,5 h. d) 4,0 h. e) 5,5 h. 432 - (UEPG PR/2010) No que se refere à fenomenologia do calor, assinale o que for correto. 01. O calor específico é a capacidade térmica da unidade de massa do sistema. 02. Calor é uma forma de energia atribuída a corpos de temperatura elevada. 04. Se um sistema recebe uma quantidade de calor ao sofrer uma transformação, a mesma quantidade será doada para sofrer a transformação inversa. 08. Na troca de calor num sistema isolado é observado o princípio de conservação da energia. 433 - (FATEC SP/2011) Por recomendação médica, uma mãe necessita dar banho no seu filho com a água a uma temperatura próxima à do corpo humano. Porém, ela dispõe apenas de água fervida a 98ºC e de cubos de gelo a 0ºC, sendo que cada cubo de gelo tem massa de 55 gramas, aproximadamente. Desejando que a temperatura final da água para o banho seja próxima da temperatura do corpo humano, a mãe deve adicionar, para cada litro de água fervida, um número de cubinhos de gelo aproximadamente igual a Dados Densidade da água: d = 1,0 kg/L ( a qualquer temperatura) Calor específico latente de fusão da água: L = 80 cal/g Calor específico sensível da água: c = 1,0 cal/gºC a) 10. b) 20. c) 24. d) 28. e) 36. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 434 - (IME RJ/2011) A água que alimenta um reservatório, inicialmente vazio, escoa por uma tubulação de 2 m de comprimento e seção reta circular. Percebe-se que uma escala no reservatório registra um volume de 36 L após 30 min de operação. Nota-se também que a temperatura na entrada da tubulação é 25 C e a temperatura na saída é 57 C. A água é aquecida por um dispositivo que fornece 16,8 kW para cada metro quadrado da superfície do tubo. Dessa forma, o diâmetro da tubulação, em mm, e a velocidade da água no interior do tubo, em cm/s, valem, respectivamente: Dados: /4 = 0,8; massa específica da água: 1 kg/L; e calor específico da água: 4200 J/kgC. a) 2,5 e 40 b) 25 e 4 c) 25 e 40 d) 2,5 e 4 e) 25 e 0,4 435 - (UFTM/2011) Dona Joana é cozinheira e precisa de água a 80 ºC para sua receita. Como não tem um termômetro, decide misturar água fria, que obtém de seu filtro, a 25 ºC, com água fervente. Só não sabe em que proporção deve fazer a mistura. Resolve, então, pedir ajuda a seu filho, um excelente aluno em física. Após alguns cálculos, em que levou em conta o fato de morarem no litoral, e em que desprezou todas as possíveis perdas de calor, ele orienta sua mãe a misturar um copo de 200 mL de água do filtro com uma quantidade de água fervente, em mL, igual a a) 800. b) 750. c) 625. d) 600. e) 550. 436 - (UFAL/2011) Para resfriar o seu café, inicialmente a 80 °C, uma pessoa mergulha nele uma pedra de gelo de massa 25 g, a uma temperatura de 0 °C. O café possui massa de 100 g. Considere que os calores específicos do café e da água líquida são idênticos a 1 cal/(g °C), e que o calor de fusão do gelo é de 80 cal/g. Caso as trocas de energia ocorram apenas entre a água (nos estados sólido e líquido) e o café, qual a temperatura do café quando o equilíbrio térmico com o gelo derretido é atingido? a) 48 °C b) 52 °C c) 56 °C d) 60 °C e) 64 °C 437 - (UFG GO/2011) Os avanços da Física fornecem valiosas ferramentas de investigação para outras áreas da ciência. Por exemplo, a descoberta dos raios X possibilitou à Medicina o tratamento do câncer mediante o uso de radiações ionizantes. Nessa terapia, a unidade de medida para a dose de radiação absorvida é o gray (Gy), que equivale a 1 J de energia absorvida por quilograma do tecido-alvo. Atualmente, novas terapias vêm sendo propostas para tratar tumores pela elevação da sua temperatura (hipertermia), pois os tumores são sensíveis a aquecimentos acima de 42 ºC. Para uma determinada aplicação radiológica, um médico solicitou à sua equipe aplicações de raios X em um determinado tumor de massa estimada em 50 g, em doses diárias de 2 Gy. Considerando que a temperatura do corpo humano é de 37 ºC, que o calor específico do tumor é igual ao da água e que o valor aproximado de 1 caloria é de 4 joules, determine, em unidades do SI, a a) energia absorvida por esse tumor em cada aplicação; b) dose necessária para que a radioterapia seja considerada uma modalidade de hipertermia. 438 - (UFG GO/2011) Um forno a gás de cozinha é utilizado para assar um bolo. O forno, inicialmente à temperatura de 30 ºC, é pré-aquecido durante 15 minutos até atingir 180 ºC e, após o bolo ser colocado para assar, esta temperatura é mantida por 45 minutos. O forno, que é construído com diferentes materiais, possui capacidade térmica média de 600 J/K. A absorção de energia pelo bolo somada à perda de energia para o ambiente ocorre a uma taxa de 500 J/s. Sabe-se que a capacidade energética do gás é de 120 MJ/m3. Nessas condições, calcule a a) potência total consumida para pré-aquecer o forno e assar o bolo; b) quantidade total de gás consumida, em m3. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 439 - (UNEB/2010) Cada vez mais os Estados Unidos procuram se libertar do petróleo, pois a dependência dessa fonte de combustível põe em risco não só a segurança nacional, mas também a econômica e a ambiental do país. Como a civilização não pode parar de se locomover, busca-se uma nova maneira de prover energia aos meios de transporte. Biocombustíveis celulósicos oferecem a alternativa mais atraente do ponto de vista ambiental e com maior viabilidade técnica a curto prazo. (HUBER; DALE, 2009, p. 24). Considere uma solução constituída de 600,0g de etanol e 400,0g de água, em equilíbrio térmico com o ambiente a 25,0°C, admitindo-se o calor específico da água igual a 1,0cal/g°C, o ponto de ebulição, o calor específico e o calor de vaporização do etanol, respectivamente iguais a 78,0°C, 0,6cal/g°C e 204,0cal/g. Considerando-se que todo calor fornecido pela fonte seja absorvido pelo sistema, é correto afirmar que a quantidade de calor necessária para destilação do etanol é, em 105cal, aproximadamente, igual, a 01. 0,4 02. 0,5 03. 1,6 04. 2,5 05. 3,2 440 - (UNESP/2011) Foi realizada uma experiência em que se utilizava uma lâmpada de incandescência para, ao mesmo tempo, aquecer 100 g de água e 100 g de areia. Sabe- se que, aproximadamente, 1 cal = 4 J e que o calor específico da água é de 1 cal/g ºC e o da areia é 0,2 cal/g ºC. Durante 1 hora, a água e a areia receberam a mesma quantidade de energia da lâmpada, 3,6 kJ, e verificou-se que a água variou sua temperatura em 8 ºC e a areia em 30 ºC. Podemos afirmar que a água e a areia, durante essa hora, perderam, respectivamente, a quantidade de energia para o meio, em kJ, igual a a) 0,4 e 3,0. b) 2,4 e 3,6. c) 0,4 e 1,2. d) 1,2 e 0,4. e) 3,6 e 2,4. 441 - (PUC RJ/2011) Dois corpos idênticos são colocados em um calorímetro e mantidos em contato até atingirem o equilíbrio termodinâmico a uma temperatura Tf. Sabendo que a temperatura de um dos corpos era 27 ºC e que a temperatura absoluta (em graus K) do outro era o dobro daquela do primeiro, encontre Tf em graus K. a) 200. b) 600. c) 300. d) 450. e) 900. 442 - (PUC RJ/2011) Um bloco de metal tem uma massa M = 1,0 kg e calor específico c = 0,2 cal/g °C, e uma quantidade de água, cA = 1,0 cal/ g °C, de massa m= 200 g, a uma temperatura TA = 20 °C, é colocada em um calorímetro junto com o bloco que está a uma temperatura TB. Qual deve ser a temperatura TB mínima em graus Celsius do bloco de modo que, ao chegar ao equilíbrio, alguma quantidade de água possa ter evaporado? a) 20. b) 180. c) 200. d) 18. e) 360. 443 - (UCS RS/2011) Uma pessoa esquenta 200 g de água em um copo, no aparelho de micro-ondas, seu único meio de aquecimento, quando o aparelho estraga e não pode mais ser usado. A água está a 80 °C, mas a pessoa quer tomar a bebida o mais quente possível. Suponha que ela tem três opções de mistura: – um sachê de chá de 20 g, que tem calor específico de 0.4 cal/g ºC; – uma porção de capucino de 40 g, que tem calor específico de 0.5 cal/g °C; – uma porção de 20 g de café solúvel, cujo calor específico é de 0.1 cal/g °C. Assumindo que os três ingredientes estão à temperatura inicial de 20 °C e que o calor específico da água é de 1 cal/g °C, qual das três opções ela deve escolher para conseguir, após a mistura, a bebida com maior temperatura? (Despreze qualquer troca de calor que não seja entre a água e as opções de mistura citadas.) a) Apenas o chá. b) Apenas o café. c) Apenas o capucino. d) Tanto o chá quanto o capucino. e) As três opções levam à mesma temperatura final. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 444 - (UEFS BA/2011) A diminuição da temperatura do corpo de uma pessoa falecida tem uma importância significativa na determinação do tempo de morte. Com a falência do sistema termorregulador, a tendência do corpo é equilibrar sua temperatura com a do meio ambiente. Assim, é possível medir a temperatura de um cadáver e estimar o tempo de morte. Para um cadáver que se encontra a 29,0°C, considerando-se a temperatura corporal média de 36,6°C, a faixa da temperatura ambiente por volta dos 25,0°C e a taxa de queda da temperatura do corpo humano, após a morte, como sendo 6,7.10−1 °C/h, o tempo decorrido desde a morte é de, aproximadamente, a) 10h30min b) 11h18min c) 12h15min d) 13h20min e) 14h10min 445 - (UPE/2011) O equivalente mecânico do calor pode ser avaliado pela experiência realizada por James Prescott Joule (1818-1889), na qual se utiliza de um aparelho em que um peso, ao descer,gira um conjunto de pás em um recipiente com água, como ilustrado na figura abaixo. Um bloco de massa m cai de uma altura h, girando as pás que aquecem uma amostra de água de massa M. Admitindo-se que toda energia da queda produza o aquecimento da água, a expressão que representa a variação de temperatura T da amostra de água é Dado: considere a aceleração da gravidade g e o calor específico da água c a) c gh b) M m c gh c) m M gh c d) M m c h e) m M c gh 446 - (UESPI/2011) O conteúdo de uma garrafa térmica com um litro de café quente, à temperatura de 80 °C, é totalmente derramado numa piscina com 20 m3 = 2 × 104 L de água a uma temperatura de 20 °C. Considere que a água da piscina e o café possuem calores específicos e densidades volumétricas idênticos. Se as trocas térmicas ocorrerem apenas entre o café e a água da piscina, a temperatura final da mistura será aproximadamente igual a: a) 20,0003 °C b) 20,003 °C c) 20,03 °C d) 20,3 °C e) 23 °C 447 - (UEPB/2011) Ao colocar sobre a placa que atinge maiores temperaturas um corpo sólido de 75g, foi detectada uma variação de temperatura em função do tempo conforme se ilustra no gráfico abaixo. Considerando que a placa libera energia a uma potência constante de 150 cal/min, é correto afirmar que o corpo sólido tem calor específico de: a) 1,00 cal/g °C b) 0,75 cal/g °C c) 1,25 cal/g °C d) 1,50 cal/g °C e) 3,75 cal /g °C Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 448 - (UDESC/2011) Um estudante deseja medir o calor específico de um anel de ouro. O anel é aquecido em um forno e em seguida é colocado em um reservatório com água. Assinale a alternativa que contém a grandeza física que não é necessária para realizar essa medida: a) calor específico da água b) massa da água c) temperaturas iniciais da água e do anel d) tempo necessário para atingir o equilíbrio térmico e) temperaturas finais da água e do anel 449 - (UEL PR/2011) 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 450 - (UFES/2011) Em um calorímetro ideal, encontram-se 400 g de água à temperatura de 20 ºC. Um pedaço de metal de massa 200 g e calor específico 0,10 cal/g ºC é lançado no interior do calorímetro a uma temperatura de 230 ºC. Calcule a temperatura de equilíbrio considerando que a) nenhum vapor se formou; b) 4 g de vapor d’água (a 100oC) se formaram. Dado: Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g. 451 - (UFG GO/2011) Uma das medidas adotadas para resfriar o reator superaquecido da usina nuclear de Fukushima foi usar um canhão d'água. Ao evaporar 1,0 tonelada de água, inicialmente a 10 ºC, a energia térmica, em joules, retirada das paredes do reator, foi de: Dados: Calor latente da água: 80 cal/g Calor específico da água: 1,0 cal/gºC 1 cal 4,0 J a) 3,6x105 b) 1,7x105 c) 6,8x105 d) 3,6x108 e) 6,8x108 452 - (UFU MG/2011) Para tentar descobrir com qual material sólido estava lidando, um cientista realizou a seguinte experiência: em um calorímetro de madeira de 5 kg e com paredes adiabáticas foram colocados 3 kg de água. Após certo tempo, a temperatura medida foi de 10º C, a qual se manteve estabilizada. Então, o cientista retirou de um forno a 540º C uma amostra desconhecida de 1,25 kg e a colocou dentro do calorímetro. Após um tempo suficientemente longo, o cientista percebeu que a temperatura do calorímetro marcava 30º C e não se alterava (ver figura abaixo). Sem considerar as imperfeições dos aparatos experimentais e do procedimento utilizado pelo cientista, assinale a alternativa que indica qual elemento da tabela acima o cientista introduziu no calorímetro. a) Chumbo b) Alumínio c) Ferro d) Vidro Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 453 - (UFV MG/2011) Um bloco de metal A de capacidade termica CA e na temperatura inicial TA e colocado em contato termico com um bloco de metal B de capacidade termica CB e na temperatura inicial TB. Considerando que TB > TA, que CA = 2CB e que os blocos trocam calor apenas entre si, a temperatura final de equilibrio termico dos blocos e: a) (TA – TB)/ 6 b) (2TA ��TB)/ 3 c) (2TA – TB)/ 2 d) (TA ��2TB)/ 3 454 - (MACK SP/2011) Em uma experiência no laboratório de Física, observa-se que um bloco metálico de 0,15 kg de massa, ao receber 1530 cal, varia sua temperatura de 68ºF para 122ºF. O calor específico da substância que constitui esse corpo é a) 0,19 cal/(g.ºC) b) 0,23 cal/(g.ºC) c) 0,29 cal/(g.ºC) d) 0,34 cal/(g.ºC) e) 0,47 cal/(g.ºC) 455 - (UNESP/2011) A quantidade de energia informada na embalagem de uma barra de chocolate é igual a 200 kcal. Após o consumo dessa barra, uma pessoa decide eliminar a energia adquirida praticando uma corrida, em percurso plano e retilíneo, com velocidade constante de 1,5 m/s, o que resulta em uma taxa de dissipação de energia de 500 W. Considerando 1 kcal 4 200 J, quantos quilômetros, aproximadamente, a pessoa precisará correr para dissipar a mesma quantidade de calorias ingeridas ao comer o chocolate? 456 - (UEM PR/2011) Com relação aos conceitos relativos à Termodinâmica, assinale o que for correto. 01. A capacidade térmica de um corpo é inversamente proporcional à massa desse corpo. 02. À pressão atmosférica, 4,186 Joules de energia são necessários para elevar a temperatura de 1 g de água de 14,5 ºC para 15,5 ºC. 04. Quando um corpo passa por uma transição de fase que envolve calor latente, o gráfico da temperatura em função da quantidade de calor fornecida ao corpo apresenta uma região reta paralela ao eixo horizontal. 08. Condução e radiação são processos pelos quais o calor é transmitido. 16. Dois corpos com temperaturas iniciais diferentes, ao serem colocados em contato térmico em um sistema isolado, entrarão em equilíbrio térmico, ou seja, atingirão a mesma temperatura após um determinado tempo. 457 - (UEFS BA/2011) O gráfico mostra a temperatura de 20 gramas de um líquido, inicialmente a 0oC, em função da quantidade de calor absorvida. Sabendo-se que o calor específico do líquido é 0,6 C.g cal o , é correto afirmar que o calor latente de vaporização para esse líquido, em cal/g, é igual a a) 100 b) 200 c) 300 d) 400 e) 500 458 - (UNESP/2011) Uma bolsa térmica com 500 g de água à temperatura inicial de 60 ºC é empregada para tratamento da dor nas costas de um paciente. Transcorrido um certo tempo desde o início do tratamento, a temperatura da água contida na bolsa é de 40 ºC. Considerando que o calor específico da água é 1 cal/(g·ºC), e supondo que 60% do calor cedido pela água foi absorvido pelo corpo do paciente, a quantidade de calorias recebidas pelo paciente no tratamento foi igual a a) 2 000. b) 4 000. c) 6 000. d) 8 000. e) 10 000. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 459 - (FATEC SP/2012) Em um sistema isolado, dois objetos, um de alumínio e outro de cobre, estão à mesma temperatura. Os dois são colocados simultaneamente sobre uma chapa quente e recebem a mesma quantidade de calor por segundo. Após certo tempo, verifica-seque a temperatura do objeto de alumínio é igual à do objeto de cobre, e ambos não mudaram de estado. Se o calor específico do alumínio e do cobre valem respectivamente 0,22 cal/gºC e 0,09 cal/gºC, pode-se afirmar que a) a capacidade térmica do objeto de alumínio é igual à do objeto de cobre. b) a capacidade térmica do objeto de alumínio é maior que a do objeto de cobre. c) a capacidade térmica do objeto de alumínio é menor que a do objeto de cobre. d) a massa do objeto de alumínio é igual à massa do objeto de cobre. e) a massa do objeto de alumínio é maior que a massa do objeto de cobre. 460 - (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) 461 - (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 462 - (FUVEST SP/2012) 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. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 463 - (MACK SP/2012) Certo estudante, em um laboratório de Física, na Inglaterra, realizou uma experiência que envolvia trocas de calor. Durante uma parte do trabalho, teve de aquecer um corpo de massa 1,00 kg, constituído de uma liga de alumínio, cujo calor específico é c = 0,215 cal/(g.ºC). A temperatura do corpo variou de 212 ºF até 392 ºF. Considerando que 1 caloria = 4,2 J, a energia térmica recebida por esse corpo foi aproximadamente a) 160 kJ b) 90 kJ c) 40 kJ d) 16 kJ e) 9 kJ 464 - (UEL PR/2012) 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 465 - (UFRN/2012) A potência de um condicionador de ar é medida em BTU (British Thermal Unit, ou Unidade Termal Britânica). 1 BTU é definido como a quantidade necessária de energia para se elevar a temperatura de uma massa de uma libra de água em um grau Fahrenheit. O cálculo de quantos BTUs serão necessários para cada ambiente leva em consideração a seguinte regra: 600 BTUs por metro quadrado para até duas pessoas, e mais 600 BTUs por pessoa ou equipamento que emita calor no ambiente. De acordo com essa regra, em um escritório de 12 metros quadrados em que trabalhem duas pessoas e que haja um notebook e um frigobar, a potência do condicionador de ar deve ser a) 15.600 BTUs. b) 8.400 BTUs. c) 7.200 BTUs. d) 2.400 BTUs. 466 - (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 t21 , 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. 467 - (UPE/2012) Um bloco de ferro de 500 g a 42ºC é deixado num interior de um recipiente de capacidade térmica desprezível, contendo 500 g de água a 20ºC. Qual é a temperatura final de equilíbrio? Dados: Calor Específico do Ferro: cFe = 0,1 cal/gºC Calor Específico da Água: cágua = 1 cal/gºC a) 10ºC b) 12ºC c) 15ºC d) 20ºC e) 22ºC Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 468 - (UEPG PR/2012) Em regiões litorâneas, as variações de temperatura (máxima e mínima) não são grandes quando comparadas com outras regiões. Observa-se, também, nessas regiões que, durante o dia, uma brisa sopra em um sentido e à noite sopra no sentido contrário. Esses fenômenos podem ser explicados pela presença de grandes massas de água nessas regiões. Com relação a esses fenômenos, assinale o que for correto. 01. Ao anoitecer, a água do mar resfria-se mais rapidamente do que a terra, porque o calor específico da água é maior do que o da terra. 02. Ao anoitecer, a terra resfria-se mais rapidamente do que a água do mar, porque o calor específico da água é maior do que o da terra. 04. Durante o dia, observa-se uma brisa soprando do mar para a terra. Uma justificativa pode ser o fato de a massa de ar próxima à superfície da terra estar mais aquecida do que a massa de ar junto à superfície da água do mar. 08. Durante a noite, observa-se uma brisa soprando da terra para o mar. Uma justificativa pode ser o fato de a massa de ar próxima à superfície da terra estar mais aquecida do que a massa de ar junto à superfície da água do mar. 16. Durante o dia, a temperatura da água do mar é menor do que a da terra, porque o calor específico da água é maior do que o da terra. 469 - (PUC RS/2012) Dois blocos A e B, constituídos de materiais diferentes, têm massas iguais. Esses blocos apresentam temperaturas de 0°C e 100ºC, respectivamente, quando são colocados em contato térmico entre si. Mantendo-se os blocos perfeitamente isolados do meioexterno, é correto afirmar que a temperatura dos mesmos no equilíbrio térmico é a) maior que 50°C se a capacidade térmica de B for maior que a de A. b) maior que 50°C se a quantidade de calor absorvida por B for maior que a absorvida por A. c) igual a 50°C se a quantidade de calor absorvida por B for igual à perdida por A. d) menor que 50°C se a quantidade de calor absorvida por B for maior que a absorvida por A. e) menor que 50°C se a capacidade térmica de B for maior que a de A. 470 - (UERJ/2012) Um copo contendo 200 g de água é colocado no interior de um forno de microondas. Quando o aparelho é ligado, a energia é absorvida pela água a uma taxa de 120 cal/s. Sabendo que o calor específico da água é igual a 1 cal g–1 °C–1, calcule a variação de temperatura da água após 1 minuto de funcionamento do forno. 471 - (PUC SP/2012) Qual o valor do calor específico de uma substância de massa 270g que, ao receber 10,8 kJ de calor de uma fonte térmica de potência constante, tem sua temperatura aumentada de 18 ºF, em um local cuja pressão é de 1atm? Adote 1cal = 4J a) 1,00cal/g ºC b) 0,005cal/g ºC c) 1,287cal/g ºC d) 0,002cal/g ºC e) 0,20cal/g ºC 472 - (UECE/2012) Considere um sistema constituído por dois corpos de temperaturas diferentes. Este sistema está isolado termicamente do ambiente. Ao longo de um intervalo de tempo, o corpo quente aquece o frio. Podemos afirmar corretamente que no final deste intervalo a) suas respectivas variações de temperatura sempre são as mesmas. b) o aumento de temperatura do corpo frio é sempre maior, em módulo, que a queda de temperatura do corpo quente. c) a quantidade de energia perdida pelo corpo quente é igual à quantidade de energia ganha pelo corpo frio. d) a quantidade de energia ganha pelo corpo frio é maior que a quantidade de energia perdida pelo corpo quente. 473 - (UFG GO/2012) 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. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 474 - (Emescam ES/2012) Numa aula de Física Experimental para alunos do curso de Medicina, o professor propôs dois experimentos. No primeiro os alunos deveriam tocar em vários objetos presentes na sala e avaliar a sensação térmica através do tato. Mesmo sabendo que todos os objetos da sala estavam em equilíbrio térmico os metais apresentaram mais sensação de frio que os objetos de plástico. No segundo experimento eles deveriam medir os intervalos de tempo para aquecer um quilograma de água e comparar com o tempo para aquecer um quilograma de alumínio nas mesmas condições experimentais, iniciando da temperatura ambiente até 100 graus Celsius. Apesar das massas serem iguais o alumínio foi aquecido de forma bem mais rápida do que a água. Estes resultados podem ser explicados pela seguinte alternativa: a) Os metais têm resistências térmicas menores do que o plástico e a água. b) Os metais têm calores específicos maiores do que a água e condutividades térmicas maiores do que o plástico. c) Os metais sofrem mais expansão térmica do que os outros materiais, tais como a água e o plástico. d) Os metais têm condutividades térmicas maiores do que o plástico e calores específicos menores do que a água. e) Os metais têm condutividades térmicas menores do que o plástico e calores específicos menores do que a água. 475 - (UEMA/2012) Em uma torneira, a temperatura da água era de 27ºC. Um aluno de Física construiu um aquecedor solar, obtendo nessa torneira uma temperatura da água de 70ºC. Para ferver 2kg de água o ganho de energia térmica em joule será de: a) 8,6105 b) 3,6105 c) 8,6106 d) 3,6104 e) 3,6106 476 - (Fac. Santa Marcelina SP/2012) 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. 477 - (Fac. Santa Marcelina SP/2013) 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. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 478 - (FGV/2013) Em um recipiente adiabático, contendo 2,0 L de água (densidade = 1,0 g/cm3, calor específico = 1,0 cal/(g. ºC)), há uma 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. 479 - (FPS PE/2013) Qual a quantidade de calor necessária para derreter totalmente uma barra de gelo de massa m = 0,8 Kg, inicialmente na temperatura –10º C, e manter o líquido resultante na temperatura final 0º C? Considere que o calor específico do gelo vale cgelo = 2220 J/KgK e que o calor latente de fusão do gelo é igual a LF = 333000 J/Kg. a) 284160 Joules b) 142080 Joules c) 568320 Joules d) 71040 Joules e) 852480 Joules 480 - (UERJ/2013) 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) 2 481 - (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 482 - (UFG GO/2013) Uma bomba calorimétrica, usada para determinaro 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: Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 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. 483 - (MACK SP/2013) 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 484 - (MACK SP/2013) 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 485 - (PUC RJ/2013) 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 486 - (PUC RJ/2013) 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) 4,0 487 - (PUCCAMP SP/2013) Um novo projeto para aviões supersônicos comerciais é usar o combustível de foguetes: hidrogênio + oxigênio. O poder calorífico desse combustível e do convencional, para esse tipo de aviação, são os seguintes: H2 = 1,5 105 kJ . kg–1 Querosene = 4,3 104 kJ . kg–1 Para obter a mesma quantidade energética da combustão de um quilograma de hidrogênio, é necessária uma massa, em kg, de querosene, da ordem de a) 1,2. b) 3,5. c) 4,6. d) 5,5. e) 7,1. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 488 - (PUCCAMP SP/2013) 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. 489 - (UDESC/2013) Assinale a alternativa que corresponde à temperatura final de equilíbrio quando 10,0g de gelo à temperatura de –10,0°C são adicionados a 90,0g de água à temperatura de 50,0°C. a) 34,2°C b) 40,3°C c) 36,5°C d) 42,0°C e) 35,1°C 490 - (UEFS BA/2012) O calorímetro é um aparato utilizado nos laboratórios para determinação do calor específico das substâncias. Um estudante em um laboratório didático utilizou um calorímetro ideal para misturar 200,0g de um líquido de calor específico 0,79cal/g°C a 35°C, com uma amostra de metal desconhecido de massa 300,0g, a 150°C. Considerando-se que a temperatura de equilíbrio térmico foi de 40°C, o calor específico, em cal/g°C da substância, é, aproximadamente, igual a a) 0,02 b) 0,05 c) 0,8 d) 1,0 e) 1,5 491 - (UEG GO/2013) 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. 492 - (UEM PR/2013) 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. 493 - (UEPG PR/2013) 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. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 494 - (UERJ/2013) 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) YXYXYXm mC Cc c c) YXYXYX m mC Cc c d) YXYXYX m mC Cc c 495 - (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. 496 - (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 497 - (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 498 - (UFPE/2013) O calor necessário para fundir uma certa massa de uma substância é igual ao calor necessário para aumentar em 30K a temperatura da mesma massa da substância multiplicado por uma constante A. Se A = 2,5, quanto vale a razão Lf/c, em K, entre o calor de fusão Lf e o calor específico c desta substância? Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 499 - (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. 500 - (UFU MG/2012) 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? 501 - (UNEB/2012) Admitindo-se que o calor específico da água e do leite são, respectivamente, iguais a 4,2J/gºC, e 3,9J/gºC e considerando-se a troca de calor entre corpos, sem que haja mudança do estado de agregação, é correto afirmar: 01. O calor específico da água, 1,0cal/goC, expresso no SI, é igual a 4,2J/kgoC, sendo 1,0cal igual a 4,2J. 02. Dois corpos de mesma massa, com calor específico diferente, apresentam a mesma capacidade térmica. 03. O alimento cozido em panelas de mesma dimensão e de materiais diferentes, aquecidos em fontes de mesmo fluxo térmico, atingem a mesma temperatura final. 04. A quantidade de calor absorvida por uma massa m de gelo, para variar sua temperatura de – 20ºC a –19ºC, é a mesma absorvida por igual massa de água líquida, para variar sua temperatura de 25ºC a 26ºC. 05. Massas iguais de água e de leite em equilíbrio térmico com o ambiente recebem a mesma quantidade de calor, sendo que o leite apresenta temperatura final maior do que a da água. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 502 - (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. 503 - (UNIRG TO/2013) Um certo forno de micro-ondas promete entregar uma potência de 500 W no seu interior. Usando esse forno, um indivíduo deseja transformar 100 g de gelo a uma temperatura de –10 °C em água líquida a 20 °C. Supondo-se que as micro-ondas geradas no interior do forno sejam 100% absorvidas pelas moléculas de água, quantos segundos serão necessários para que a transformação ocorra? Dados: calor específico do gelo = 2,1 J/g·K calor específico da água = 4,2 J/g·K calor latente de fusão do gelo = 335 J/g a) 67,0 b) 71,2 c) 83,8 d) 88,0 504 - (FATEC SP/2013) 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. 505 - (IBMEC RJ/2012) Uma garrafa térmica contém 100g de água a 20ºC. Acrescentando mais 100g de água a 100ºC, a temperatura de equilíbrio ficará entre: a) 0ºC e 20ºC b) 20ºC e 60ºC c) 0ºC e 60ºC d) 20ºC e 100ºC e) 20ºC e 80ºC Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 506 - (PUCCAMP SP/2013) 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) 7,8 109 507 - (UEFS BA/2013) 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) 0,40 508 - (UEFS BA/2013) 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 cozimento de 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. 509 - (UFT TO/2013) 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. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 510 - (UFTM/2013) 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. 511 - (Unicastelo SP/2013) Um aquecedor solar transfere calor para uma massa de 100 kg de água, no interior de um reservatório termicamente isolado, na razão de 840 joules por segundo. Considerando o calor específico da água igual a 4 200 J/kg ºC, a variação de temperatura da água no reservatório, em ºC, em uma hora, será igual a a) 7,2. b) 9,0. c) 5,0. d) 12. e) 2,4. 512 - (Unicastelo SP/2013) Para obter água líquida no alto de uma montanha, um grupo de alpinistas fundiu 6,0 kg de gelo inicialmente na temperatura de fusão. Sabendo que o calor latente de fusão do gelo vale 3,34 105 J/kg, a quantidade aproximada de calor, em joules, necessária para fundir todo o gelo foi a) 9,34 105. b) 1,78 105. c) 1,78 104. d) 2,00 106. e) 5,57 104. 513 - (UEPA/2012) O chamado aquecimento global indica que está havendo um crescente aumento na temperatura média da Terra. Projeções sugerem, como mostrado na figura abaixo, que poderá haver um aumento da temperatura média global entre 1,4°C e 5,8°C, dependendo do modelo matemático utilizado. Uma consequência desse fato seria o aumento do nível do mar. Admita que a totalidade da água do planeta possa ser considerada como distribuída uniformemente sobre sua superfície esférica, formando uma camada de altura média H igual a 3 km. Usando-se o aumento médio de temperatura projetado pelo modelo mais otimista da figura abaixo, afirma-se que a ordem de grandeza da quantidade de calor absorvida pela camada esférica de água será de: Considere: Raio da Terra: R = 6000 km Calor específico da água: 4180 J/kg ºC Densidade da água: 1000 kg/m3 Volume de uma camada esférica: 4R2.H = 3 a) 1025 b) 1023 c) 1021 d) 1019 e) 1017 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 514 - (UEPA/2013) 100 g de café inicialmente a 80ºC e 20 g de leite inicialmente a 20ºC são misturados em uma xícara, de modo que após algum tempo a mistura entra em equilíbrio térmico. Admita que a partir do equilíbrio térmico a temperatura do café com leite contido na xícara diminua 2ºC a cada 1 minuto. Nessas condições, depois de 5 minutos, a temperatura desta mistura, em graus Celsius, será igual a: Considere: Calor específico do café = Calor específico do leite = 1 cal/gºC. a) 75 b) 70 c) 65 d) 60 e) 55 515 - (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) 7 516 - (UERJ/2014) Um sistema é constituído por uma pequena esfera metálica e pela água contida em umreservatório. 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) 50 517 - (UFAL/2013) O clima em nosso planeta é influenciado por diversos fatores, entre eles a energia térmica armazenada nos oceanos. Um exemplo dessa influência são os ventos sazonais, conhecidos como monções, que ocorrem nas terras que cercam o oceano Índico. Durante o verão, essas terras se aquecem mais rápido do que o oceano. O ar quente é menos denso e sobe, gerando uma região de baixa pressão sobre o continente. Por outro lado, o ar que vem do oceano está saturado de umidade e, ao chegar a terra, há uma condensação e precipitação na forma de chuva. Essa é a chamada “estação das chuvas” ou “monções de verão”. No inverno, o oceano esfria mais devagar do que a terra e observa- se o fenômeno inverso. Assim, tem-se uma “estação das secas” ou “monções de inverno”. Com base na leitura do texto acima, podemos afirmar que a grandeza física que influencia profundamente o clima do planeta e que explica o fenômeno das monções é a) a dilatação térmica da água. b) o regelo das calotas polares. c) o calor latente da fusão do gelo. d) a capacidade térmica dos oceanos. e) o calor sensível do oceano. 518 - (UFRN/2013) 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 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 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 519 - (UFU MG/2013) 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. 520 - (UFU MG/2013) 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? 521 - (UNESP/2013) 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. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 522 - (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 523 - (Univag MT/2013) Um corpo de massa m é abandonado de uma altura h. Após percorrer essa distância, ele é freado até parar por um dispositivo que transforma toda energia mecânica do corpo em calor, sendo este imediatamente transferido a um material, também de massa m e capaz de armazenar calor sem perdê-lo. Considerando a aceleração da gravidade igual a g e o calor específico do material igual a c, é correto afirmar que a elevação de temperatura desse material é a) mgh b) c gh c) m ghc d) ghc e) h 524 - (UFSCar SP/2013) Uma característica do álcool em seu estado líquido é dada pelo valor numérico 2 400 J/(kg · ºC). Essa característica éa) 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. 525 - (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 J2 . a) 2 b) 2 c) 22 d) 4 e) 6 526 - (UFG GO/2014) 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. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 527 - (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. 528 - (UNIRG TO/2014) Um novo modelo de fogão a gás traz algumas chamas com as seguintes potências: Disponível em:<http://www.fischer.com.br/a/produto/fogao- 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) 81 529 - (Univag MT/2014) 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. 530 - (FPS PE/2014) 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 531 - (MACK SP/2014) 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 532 - (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. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 533 - (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. 534 - (UEFS BA/2014) 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 20ºC. 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.ºC e 0,21cal/g.ºC, 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) 8 535 - (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 nafigura. 536 - (FUVEST SP/2014) 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. 537 - (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 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível TEXTO: 1 - Comum à questão: 538 OBSERVAÇÃO Nas questões em que for necessário, adote para g, aceleração da gravidade na superfície da Terra, o valor de 10 m/s2; para a massa específica (densidade) da água, o valor de 1000 kg/m3 = 1 g/cm3; para o calor específico da água, o valor de 1,0 cal /(g ºC); para uma caloria, o valor de 4 joules. 538 - (FUVEST SP/2007) Dois recipientes iguais A e B, contendo dois líquidos diferentes, inicialmente a 20°C, são colocados sobre uma placa térmica, da qual recebem aproximadamente a mesma quantidade de calor. Com isso, o líquido em A atinge 40°C, enquanto o líquido em B, 80°C. Se os recipientes forem retirados da placa e seus líquidos misturados, a temperatura final da mistura ficará em torno de a) 45°C b) 50°C c) 55°C d) 60°C e) 65°C TEXTO: 2 - Comum à questão: 539 Uma esfera de platina, com massa e volume, respectivamente, iguais a 1,0kg e 45,0cm3, que está presa à extremidade de um fio ideal, é abandonada do repouso a partir do ponto A e sobe até o ponto C, após penetrar em um recipiente, contendo 1,0kg de água, conforme a figura. Sabe-se que o módulo da aceleração da gravidade local é igual a 10m/s2, e que o calor específico e a densidade da água são, respectivamente, iguais a 4,0J/gºC e 1,0g/cm3. 539 - (UESC BA/2008) Admitindo-se que toda energia mecânica perdida pela esfera é absorvida pela água em forma de energia térmica, pode-se afirmar que a variação da temperatura da água será igual, em 10–3 ºC, a 01. 6,25 02. 5,32 03. 3,00 04. 2,54 05. 1,50 TEXTO: 3 - Comum à questão: 540 OBSERVAÇÃO: Nas questões em que for necessário, adote para g, aceleração da gravidade na superfície da Terra, o valor de 10 m/s2; para a massa específica (densidade) da água, o valor de 33 g/cm 1 kg/m 1000 ; para o calor específico da água, o valor de C)º cal/(g 0,1 ; para uma caloria, o valor de 4 joules. 540 - (FUVEST SP/2009) Um trocador de calor consiste em uma serpentina, pela qual circulam 18 litros de água por minuto. A água entra na serpentina à temperatura ambiente (20ºC) e sai mais quente. Com isso, resfria-se o líquido que passa por uma tubulação principal, na qual a serpentina está enrolada. Em uma fábrica, o líquido a ser resfriado na tubulação principal é também água, a 85 ºC, mantida a uma vazão de 12 litros por minuto. Quando a temperatura de saída da água da serpentina for 40 ºC, será possível estimar que a água da tubulação principal esteja saindo a uma temperatura T de, aproximadamente, a) 75 ºC b) 65 ºC c) 55 ºC d) 45 ºC e) 35 ºC Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível TEXTO: 4 - Comum à questão: 541 Dados necessários para a resolução de algumas questões desta prova: Valor da aceleração da gravidade: -2s m 0,10g Densidade da água: -33 m kg 10 x 00,1 Pressão atmosférica: Pa 10 x 1,0atm 1 5 14,3 Calor específico da água: 1-1 Cºg cal 1c Calor latente de fusão do gelo: 80 cal g-1 541 - (UNIOESTE PR/2009) Deseja-se resfriar 20 litros de chá, inicialmente a 90ºC, até atingir a temperatura de 20ºC. Para atingir este objetivo é colocado gelo, a 0ºC, juntamente com o chá num recipiente termicamente isolado. Considerando para o chá a mesma densidade e o mesmo calor específico da água, a quantidade de gelo que deve ser misturada é a) 14 kg b) 15,4 kg c) 17,5 kg d) 140 g e) 17,5 g TEXTO: 5 - Comum à questão: 542 Considere atitudes de uma dona de casa em sua cozinha, quando desenlvolve suas tarefas cotidianas. 542 - (UEPB/2009) Por ter acabado o gás de cozinha, a dona de casa utilizou um aquecedor de 200W de potência para aquecer a água do café. Dispondo de 1 litro (1000 g) de água que se encontrava a 22°C, e supondo que apenas 80% dessa potência foi usada no aquecimento da água, qual a temperatura atingida pela água após um instante de 30 mim? (Adote 1cal = 4,0 J e calor específico da água c = 1 cal/g°C) a) 60°C b) 313°C c) 30°C d) 94°C e) 72°C TEXTO: 6 - Comum à questão: 543 O Sol é uma fonte de energia limpa, inesgotável, gratuita e ecologicamente correta. Por esse motivo, a busca por soluções na captação dessa energia vem se aprimorando diariamente, já que, em contrapartida, o custo de energia elétrica tem aumentado, em média, 40% acima da inflação, no Brasil, sendo a tendência subir ainda mais. Além disso, o custo da infraestrutura elétrica de um chuveiro pode ser até o dobro do custo de um sistema de aquecimento central solar. Outro dado importante, segundo a CPFL (Companhia Paulista de Força e Luz), é que um chuveiro elétrico representa de 25% a 35% da conta de luz nas residências. Aproveitar a energia renovável do Sol para aquecer a água é a melhor solução, principalmente no Brasil, onde a incidência solar é alta. Um aquecedor solar de água conta basicamente com um coletor solar e um reservatório térmico com capacidade entre 300 a 1 000 litros. O coletor, ou placa solar, deve estar posicionado em direção ao Norte geográfico para usufruir o maior tempo de incidência de Sol. As placas solares podem ser integradas à arquitetura de diversas maneiras, sendo a mais comum a fixação sobre o telhado. (Bosh. Adaptado) 543 - (UFTM/2009) Após percorrer o circuito do painel solar, a água aquecida dirige-se para o interior de um reservatório térmico, onde permanece até o momento em que será utilizada. Nas primeiras horas da manhã, os 230 litros de um reservatório encontravam-se à temperatura de 18 ºC. Ao fim de uma tarde não muito quente, a água contida no reservatório atingiu sua temperatura máxima de 35 ºC. Admitindo-se que 40% da energia solar incidente durante esse processo de aquecimento seja perdida, a energia total com que o Sol banhou o painel de aquecimento é, aproximadamente, em MJ, Dados: calor específico da água, c = 1 cal/(g.ºC) densidade da água, d = 1103 kg/m3 1 cal = 4,2 J a) 16. b) 19. c) 27. d) 51. e) 66. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível TEXTO: 7 - Comum à questão: 544 A habilidade de uma pessoa em exercer uma atividade física depende de sua capacidade de consumir oxigênio. A forma física de uma pessoa é dada pela absorção máximade oxigênio por períodos relativamente longos. Considere que uma pessoa, em boa forma física, consiga, por longos períodos, absorver até cerca de 50 ml de O2 por minuto e por quilograma de sua massa, liberando 4,9 kcal por litro de O2. 544 - (UEG GO/2010) Qual é a potência (em watts) de uma pessoa absorvendo 50 ml de O2? a) 20,25 b) 18,45 c) 15,75 d) 17,15 TEXTO: 8 - Comum à questão: 545 A tabela abaixo mostra a quantidade de alguns dispositivos elétricos de uma casa, a potência consumida por cada um deles e o tempo efetivo de uso diário no verão. 60,1010lâmpada 120,351geladeira 81,52docondiciona-ar (h) diário uso de efetivo Tempo (kW) Potência QuantidadeoDispositiv Considere os seguintes valores: • densidade absoluta da água: 1,0 g/cm3 • calor específico da água: 1,0 calg–1 ºC–1 • 1 cal = 4,2 J • custo de 1 kWh = R$ 0,50 545 - (UERJ/2010) No inverno, diariamente, um aquecedor elétrico é utilizado para elevar a temperatura de 120 litros de água em 30 ºC. Durante 30 dias do inverno, o gasto total com este dispositivo, em reais, é cerca de: a) 48 b) 63 c) 96 d) 126 TEXTO: 9 - Comum à questão: 546 OBSERVAÇÃO: Nas questões em que for necessário, adote para g, aceleração da gravidade na superfície da Terra, o valor de 10 m/s2; para c, velocidade da luz no vácuo, o valor de 3 × 108 m/s. 546 - (FUVEST SP/2010) Energia térmica, obtida a partir da conversão de energia solar, pode ser armazenada em grandes recipientes isolados, contendo sais fundidos em altas temperaturas. Para isso, pode-se utilizar o sal nitrato de sódio (NaNO3), aumentando sua temperatura de 300 ºC para 550 ºC, fazendo-se assim uma reserva para períodos sem insolação. Essa energia armazenada poderá ser recuperada, com a temperatura do sal retornando a 300 ºC. Para armazenar a mesma quantidade de energia que seria obtida com a queima de 1 L de gasolina, necessita-se de uma massa de NaNO3 igual a Cº J/kg 10 1,2 NaNO do específicoCalor J/L 10 3,6 gasolina da calorífico Poder 3 3 7 a) 4,32 kg. b) 120 kg. c) 240 kg. d) 3 × 104 kg. e) 3,6 × 104 kg. TEXTO: 10 - Comum à questão: 547 Nesta prova, quando necessário, adote: • Calor específico da água: c = 1,00 cal / g ºC. • Valor da aceleração da gravidade: g = 10m/s2. • O atrito e a resistência do ar podem ser desconsiderados. • 1 litro de água equivale a 1.000 gramas. 547 - (UFPB/2010) Uma maneira bastante prática e rápida de aquecer água é através de um aquecedor elétrico de nome popular “mergulhão”. Uma dona de casa costuma usar um mergulhão que fornece 25 kcal de energia por minuto, para aquecer água. Desprezando o calor absorvido pelo recipiente que contém a água e o calor perdido para a atmosfera, identifique as afirmativas corretas: I. O mergulhão gasta 3 minutos para elevar, de 25 ºC até 100 ºC, a temperatura de um litro de água. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível II. O mergulhão gasta 3 minutos para elevar, de 25 ºC até 50 ºC, a temperatura de três litros de água. III. O mergulhão gasta 6 minutos para elevar, de 25 ºC até 100 ºC, a temperatura de um litro de uma determinada substância líquida, cujo calor específico é igual à metade do calor específico da água, porém de igual densidade. IV. O mergulhão gasta meio minuto para elevar, de 20 ºC até 45 ºC, a temperatura de um litro de água. V. O mergulhão leva um minuto para elevar em 50 ºC a temperatura de uma determinada substância de capacidade térmica 5 × 10-1 kcal/ºC. TEXTO: 11 - Comum à questão: 548 Esta prova aborda fenômenos físicos em situações do cotidiano, em experimentos científicos e em avanços tecnológicos da humanidade. Em algumas questões, como as que tratam de Física Moderna, as fórmulas necessárias para a resolução da questão foram fornecidas no enunciado. Quando necessário use g = 10 m/s2 para a aceleração da gravidade na superfície da Terra e = 3. 548 - (UNICAMP SP/2010) Em determinados meses do ano observa-se significativo aumento do número de estrelas cadentes em certas regiões do céu, número que chega a ser da ordem de uma centena de estrelas cadentes por hora. Esse fenômeno é chamado de chuva de meteoros ou chuva de estrelas cadentes, e as mais importantes são as chuvas de Perseidas e de Leônidas. Isso ocorre quando a Terra cruza a órbita de algum cometa que deixou uma nuvem de partículas no seu caminho. Na sua maioria, essas partículas são pequenas como grãos de poeira, e, ao penetrarem na atmosfera da Terra, são aquecidas pelo atrito com o ar e produzem os rastros de luz observados. a) Uma partícula entra na atmosfera terrestre e é completamente freada pela força de atrito com o ar após se deslocar por uma distância de 1 ,5 km . Se sua energia cinética inicial é igual a Ec = 4,5 × 104 J, qual é o módulo da força de atrito média? Despreze o trabalho do peso nesse deslocamento. b) Considere que uma partícula de massa m = 0,1 g sofre um aumento de temperatura de = 2400 ºC após entrar na atmosfera. Calcule a quantidade de calor necessária para produzir essa elevação de temperatura se o calor específico do material que compõe a partícula é Cºg J90,0c . TEXTO: 12 - Comum à questão: 549 Se necessário considerar os dados abaixo: Aceleração da gravidade: 10 m/s2 Densidade da água: 1 g/cm3 = 103 kg/m3 Calor específico da água: 1 cal/g.°C Carga do elétron = 1,6 x 10–19 C Massa do elétron = 9 x 10–31 kg Velocidade da luz no vácuo = 3 x 108 m/s Constante de Planck = 6,6 x 10–34 J.s sen 37° = 0,6 cos 37° = 0,8 549 - (UFPE/2011) Uma pessoa que deseja beber água fresca, mistura duas porções, de 150 ml cada; uma, à temperatura de 5 ºC, e a outra à temperatura de 31 ºC. Após algum tempo, ela verifica que a temperatura da mistura é de 16 ºC. Determine o módulo da quantidade de calor que é cedido para o ambiente (sala mais copo). Expresse sua resposta em unidades de 102 calorias. TEXTO: 13 - Comum à questão: 550 Em abril de 2010, erupções vulcânicas na Islândia paralisaram aeroportos em vários países da Europa. Além do risco da falta de visibilidade, as cinzas dos vulcões podem afetar os motores dos aviões, pois contêm materiais que se fixam nas pás de saída, causando problemas no funcionamento do motor a jato. 550 - (UNICAMP SP/2011) Considere que o calor específico de um material presente nas cinzas seja c = 0,8 J/gºC . Supondo que esse material entra na turbina a –20ºC , a energia cedida a uma massa m = 5 g do material para que ele atinja uma temperatura de 880ºC é igual a a) 220 J. b) 1000 J. c) 4600 J. d) 3600 J. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível TEXTO: 14 - Comum à questão: 551 Utilize g = 10 m/s2 sempre que necessário na resolução dos problemas. 551 - (UNICAMP SP/2004) Para resfriar um motor de automóvel, faz-se circular água pelo mesmo. A água entra no motor a uma temperatura de 80 ºC com vazão de 0,4 l/s, e sai a uma temperatura de 95 ºC. A água quente é resfriada a 80 ºC no radiador, voltando em seguida para o motor através de um circuito fechado. a) Qual é a potência térmica absorvida pela água ao passar pelo motor? Considere o calor específico da água igual a 4200 J/kgºC e sua densidade igual a 1000 kg/m3. b) Quando um “aditivo para radiador” é acrescentado à água, o calor específico da solução aumenta para 5250 J/kg°C, sem mudança na sua densidade. Caso essa solução a 80 ºC fosse injetada no motor em lugar da água, e absorvesse a mesma potência térmica, qual seria a sua temperatura na saída do motor? TEXTO: 15 - Comumà questão: 552 A ideia da geoengenharia é minimizar o aquecimento global por meio de mecanismos artificiais de controle da incidência de radiação solar sobre a superfície terrestre e de sequestro do CO2 atmosférico, retido por plantas, terrestres e aquáticas, e em formações geológicas profundas. Dentre esses mecanismos, destacam-se: Fertilização Oceânica Semear compostos de ferro na superfície do mar para alimentar algas que, ao fazerem fotossíntese, retiram dióxido de carbono do ar, que será posteriormente utilizado na impregnação de suas membranas para formar “carapaças”, que se depositam no fundo do mar, quando elas morrem. Clareamento Terrestre Pintar de branco casas e estradas ou plantar vegetais mais claros, seria possível refletir parte da radiação solar que hoje aquece a Terra, ao incidir sobre superfícies mais escuras. Fábricas de Nuvens Borrifar no céu, usando navios, um “spray” de água do mar ou outras partículas que favorecem a agregação de gotículas d’água e a formação de nuvens refletoras. No mar tropical, isso reduziria a temperatura da água e evitaria furacões. (NETZEL, 2012, p. 12). 552 - (Unifacs BA/2012) Considere a intensidade da radiação solar que atinge o limite superior da atmosfera igual a 1367W/m2. A “nuvem espacial” desvia 10% dessa radiação e o restante, apenas 70%, se refrata para a atmosfera, atingindo a superfície terrestre. Partindo-se dessas considerações e admitindo-se que os raios solares incidam perpendicularmente, durante 5h, sobre um recipiente de área igual a 100,0m2 e que toda energia seja absorvida por 1,0105kg água, de calor específico igual a 4J/g.ºC, é correto afirmar que a variação da temperatura da água será igual, em ºC, a 01. 2,7 02. 3,9 03. 4,8 04. 5,1 05. 7,5 TEXTO: 16 - Comum à questão: 553 Para seus cálculos, sempre que necessário, utilize os seguintes valores para as constantes físicas: 553 - (UERJ/2013) Uma pessoa, com temperatura corporal igual a 36,7 ºC, bebe 2 1 litro de água a 15 ºC. Admitindo que a temperatura do corpo não se altere até que o sistema atinja o equilíbrio térmico, determine a quantidade de calor, em calorias, que a água ingerida absorve do corpo dessa pessoa. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível TEXTO: 17 - Comum à questão: 554 Adote os conceitos da Mecânica Newtoniana e as seguintes convenções: - O valor de = 3 ; - A resistência do ar pode ser desconsiderada. 554 - (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 TEXTO: 18 - Comum às questões: 555, 556 Uma pessoa adquiriu um condicionador de ar para instalá-lo em determinado ambiente. O manual de instruções do aparelho traz, dentre outras, as seguintes especificações: 9 000 BTUs; voltagem: 220 V; corrente: 4,1 A; potência: 822 W. Considere que BTU é uma unidade de energia equivalente a 250 calorias e que o aparelho seja utilizado para esfriar o ar de um ambiente de 15 m de comprimento, por 10 m de largura, por 4 m de altura. O calor específico do ar é de 0,25 cal/(gºC) e a sua densidade é de 1,25 kg/m3. 555 - (FGV/2014) O uso correto do aparelho provocará uma variação da temperatura do ar nesse ambiente, em valor absoluto e em graus Celsius, de a) 10. b) 12. c) 14. d) 16. e) 18. 556 - (FGV/2014) O rendimento do aparelho será mais próximo de a) 82%. b) 85%. c) 88%. d) 91%. e) 95%. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível GABARITO: 1) Gab: D 2) Gab: aproximadamente 552 W/m2 3) Gab: a) 20 b) 0,25kg 4) Gab: a) 100cm3 b) 65oC 5) Gab: a) 56oC b) 280g 6) Gab: D 7) Gab: C 8) Gab: D 9) Gab: VFVFV 10) Gab: a) O calor específico do metal, calculado a partir dos dados do problema, é 0,22 cal/(g.oC). Portanto o metal é o alumínio. b) Neste experimento o calor cedido pelo bloco de metal é absorvido pela água e pelo calorímetro. Para que a temperatura final de equilíbrio seja maior do que 30 oC é necessário que o calor cedido pelo bloco seja menor do que o que foi cedido no experimento. Portanto, é preciso que a capacidade térmica do calorímetro seja menor do que 110 cal/oC. 11) Gab: VVFVF 12) Gab: C 13) Gab: A 14) Gab: B 15) Gab: C 16) Gab: D 17) Gab: D 18) Gab: B 19) Gab: B 20) Gab: E 21) Gab: C 22) Gab: B 23) Gab: D 24) Gab: C 25) Gab: C 26) Gab: C 27) Gab: E 28) Gab: CEECC 29) Gab: ECCECC 30) Gab: VVVFVV 31) Gab: A 32) Gab: A 33) Gab: D 34) Gab: A 35) Gab: a) mT = m1 + m2 = 5,4 x 103 g e a temperatura de equilíbrio = 0 ºC Q1 + Q2 = 0 m1 cg tg + m1Lg + m2 cágua tágua = 0 m1 (cg tg + Lg ) + m2 cágua tágua = 0 m1 (0,50 x 10 + 80) + m2 . 1,0 (-50) = 0 85 m1 = 50 m2 m2 = 1,7 m1 m1 + m2 = 5,4 x 103 m1 + 1,7 m1 = 5,4 x 103 m1 = 7,2 3104,5 m1 = 2,0 x 103 g b) m2 = 1,7 x 2,0 x 103 m2 = 3,4 x 103 g c) Como Q1 + Q2 = 0 Q1 = - Q2 Q1 = - m2 . cágua tágua Q1 = - 3,4 x 103 x 1,0 x (0 – 50) Q1 = 1,7 x 105 cal = 1,7 x 102 Kcal Ou: Q1 = m1 cg tg + m1 Lg Q1 = 2,0 x 103 x 0,50 x (0 – (- 10)) + 2,0 x 103 x 80 Q1 = 1,7 x 105 cal = 1,7 x 102 Kcal Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 36) Gab: a) 5,25 min b) 0,645 kg c) 37) Gab: a) 10,0A b) 2,10kW c) 756kcal d) 25min 38) Gab: a) 1,8 . 102 cal/min b) 2/3 c) 35 min 39) Gab: t = 21,90C e t`= 25,7oC 40) Gab: A 41) Gab: C 42) Gab: A 43) Gab: C 44) Gab: D 45) Gab: C 46) Gab: E 47) Gab: C 48) Gab: A 49) Gab: E 50) Gab: B 51) Gab: B 52) Gab: C 53) Gab: D 54) Gab: B 55) Gab: 05 Resolução: Q = mL 1,26 x 1016 x 103 = m . 2257 x 103 m = 2257 10 x1,26 16 m = 5,58 x 1012 kg 56) Gab: C 57) Gab: 39 58) Gab: EEECC 59) Gab: a) J/m2.K.s b) kg/s3.K 60) Gab: a) 3,20 . 104J b) 10oC 61) Gab: C 62) Gab: A 63) Gab: D 64) Gab: C 65) Gab: ECCCEC 66) Gab: A 67) Gab: C 68) Gab: E 69) Gab: E 70) Gab: D 71) Gab: B 72) Gab: C 73) Gab: E 74) Gab: E 75) Gab: E 76) Gab: B 77) Gab: B 78) Gab: B Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 79)Gab: C 80) Gab: E 81) Gab: C 82) Gab: D 83) Gab: ECEEC 84) Gab: CCCECC 85) Gab: D 86) Gab: B 87) Gab: a) 1,3 L de água b) 1,6 MJ 88) Gab: E 89) Gab: D 90) Gab: B 91) Gab: 05 92) Gab: A 93) Gab: A 94) Gab: CCEEC 95) Gab: 00 96) Gab: CEECEC 97) Gab: B 98) Gab: 03 99) Gab: D 100) Gab: B 101) Gab: CEC 102) Gab: 37 103) Gab: E 104) Gab: D 105) Gab: C 106) Gab: C 107) Gab: Capacidades térmicas CX = 10 cal/K CY = 4 cal/K Calores específicos cX = 0,5 calg–1K–1 cY = 0,4 calg–1K–1 108) Gab: E 109) Gab: C 110) Gab: D 111) Gab: D 112) Gab: A 113) Gab: D 114) Gab: B 115) Gab: a) 60oC b) 0,28cal/goC c) 20cal/g 116) Gab: C 117) Gab: C 118) Gab: C 119) Gab: a) M = 4,32kg; b) C.ºg J bloco 8,0C 120) Gab: A 121) Gab: 18 horas 122) Gab: a) A madeira é melhor isolante térmico que o concreto, sendo menor o fluxo de calor entre o interior e o exterior da casa. b) O chumbo derreterá primeiro, pois necessita menos calor por grama para se fundir. 123) Gab: A 124) Gab: Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível a) Fusão b) c1 = 0,2cal/goC; L = 2 cal/g; c2 = 0,05cal/goC 125) Gab: 130ºC 126) Gab: D 127) Gab: B 128) Gab: B 129) Gab: A 130) Gab: D 131) Gab: A 132) Gab: D 133) Gab: 134) Gab: E 135) Gab: D 136) Gab: B 137) Gab: A 138) Gab: min C20,0 0 139) Gab: 24 140) Gab: A 141) Gab: D 142) Gab: C 143) Gab: A 144) Gab: C 145) Gab: E 146) Gab: E 147) Gab: B 148) Gab: D 149) Gab: a) t1 = 640ºC; b) A água se aquece de apenas 4ºC por dois motivos neste caso: sua massa é muito maior do que a da barra de ferro e seu calor específico também é muito maior do que o do ferro. 150) Gab: Tf 74ºC 151) Gab: afim de se conseguir a mais baixa temperatura final, deve-se optar pela introdução do gelo no seio do líquido que se quer resfriar. O gelo, mesmo mantendo sua temperatura a 0ºC, para fundir-se absorve o calor latente de fusão, contribuindo para o abaixamento da temperatura. A água que resulta dessa fusão ainda vai absorver calor sensível. Caso se utilizasse diretamente a água, a quantidade de calor retirada do líquido corresponderia apenas a esse calor sensível. 152) Gab: Q = 83000cal 153) Gab: 22 Justificativa: Q = mcT +mL Q = (100x0,22x650) + 100 x 77 = 22x103 cal. 154) Gab: C 155) Gab: 13 Justificativa: O calor absorvido pelo gelo para levá-lo de –10ºC até 0ºC é dado por Q = mcT = 1000 0, 5 (0 – (–10)) = 5000 cal. O calor absorvido pelo gelo a 0ºC para fundir a massa de 100 g a 0 ºC é dado por Q = mLf = 100 80 = 8000 cal. O calor total absorvido pela substância é a soma das quantidades de calor calculados acima, Q = 13000 cal = 13 kcal. 156) Gab: = 12°C 157) Gab: 84 158) Gab: A 159) Gab: mmáx = 20g 160) Gab: A 161) Gab: C 162) Gab: A 163) Gab: a) Q = 3,7 .104 cal Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível b) QT = 5,2 . 104 cal 164) Gab: D 165) Gab: D 166) Gab: E 167) Gab: E 168) Gab: a) fração da energia que se transforma em calor 100%; fração da energia que se transforma em energia cinética do conjunto meteorito + terra 0% b) 10-6 % 169) Gab: a) E = 6,0 x 104J; b) t = 100s 170) Gab: D 171) Gab: B 172) Gab: D 173) Gab: E 174) Gab: a) Como, quanto maior o calor específico, menos varia a temperatura, numa dada quantidade de energia térmica, então a reta correspondente à água é a II (menos inclinada); b) 2 o a c c 175) Gab: a. b) E = Q2 E = 4,60 . 105 J 176) Gab: a) Q = 2 205 J; b) Observações: 1. A dimensão horizontal do gráfico não está em escala. 2. Na verdade, o gálio pode fundir-se, e não liquefazer se, quando colocado na palma da mão. 177) Gab: D 178) Gab: a) mal = 99,76g; b) cal = 0,22cal/g ºC 179) Gab: E 180) Gab: 13 181) Gab: a) Tgás = Q; por se tratar de um sistema isotérmico a temperatura do sistema não varia. consequentemente a energia interna, que depende da temperatura, permanece constante 0U . b) Afinal = A(1 + ); c) c.1. 90ºC c.2. Cºgcal6 1c 182) Gab: B 183) Gab: a) Qt = 5,6 x 106 cal b) h10t c) R$ 4,70 184) Gab: E 185) Gab: C 186) Gab: D 187) Gab: C 188) Gab: 32 189) Gab: C 190) Gab: ECCE 191) Gab: EECE 192) Gab: C 193) Gab: 63 Observação: Esta resposta é válida apenas para os dados que aparecem no enunciado acima. Como existem inúmeras variações nesta questão, o gabarito também vai variar de acordo com os dados Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível constantes do enunciado de cada prova. A solução da questão é dada pela formula abaixo: mcmaca macaTamcTcTf onde: mc = volume do café Tc = temperatura do café ma = massa do adoçante Ta = temperatura do adoçante ca = calor específico do adoçante. 194) Gab: B 195) Gab: C 196) Gab: A 197) Gab: B 198) Gab: a) Tf = 32ºC ; b) cs = 0,5 cal/gºC 199) Gab: 33 200) Gab: a) f = 0,9ºC => A hipótese correta é a de número 2. b) menor de 0,9ºC 201) Gab: CECE 202) Gab: E 203) Gab: C 204) Gab: B 205) Gab: E 206) Gab: A 207) Gab: Cº29t f A condição de distinção do cubo de prata é que ele tem calor específico conhecido e distinto do calor específico do outro cubo. 208) Gab: C 209) Gab: A 210) Gab: C 211) Gab: D 212) Gab: D 213) Gab: D 214) Gab: D 215) Gab: 14 216) Gab: 13 217) Gab: D 218) Gab: 08 219) Gab: C 220) Gab: D 221) Gab: B 222) Gab: C 223) Gab: C 224) Gab: B 225) Gab: D 226) Gab: 10 227) Gab: D 228) Gab: a) O asfalto, por absorver mais calor, atinge temperaturas mais altas, o que corresponde à curva A. b) Do gráfico fornecido, a máxima diferença de temperatura, em um mesmo horário, ocorre às 12h00min e é de aproximadamente10oC, como é estimado a seguir: c) Q= 4,3· 107 kJ Obs.: 1. Se admitirmos no itemb a máxima diferença de temperatura entre os dois pavimentos, em horários distintos, teríamos o máximo da curva A (às 13h00min) menos o mínimo da curva B (às 8h00min), Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível ou seja, 56 - 28 28 C o - = . No entanto, acreditamos que essa resposta fuja do contexto da questão. 2. A unidade correta de calor específico é C= 0,75 kJ/(kg·oC). 3. A notação correta de horário é 12h00min. 229) Gab: A 230) Gab: A 231) Gab: E 232) Gab: D 233) Gab: a) Q = 1,2 105 J b) T2 = 30 ºC c) TC = 20 ºC 234) Gab: A 235) Gab: D 236) Gab: C 237) Gab: C 238) Gab: D 239) Gab: D 240) Gab: E 241) Gab: A 242) Gab: 77 243) Gab: D 244) Gab: B 245) Gab: C 246) Gab: C 247) Gab: D 248) Gab: E 249) Gab: D 250) Gab: 17,50 ºC 251) Gab: D 252) Gab: A 253) Gab: E 254) Gab: 255) Gab: A 256) Gab: D 257) Gab: D 258) Gab: C 259) Gab: E 260) Gab: D 261) Gab: C 262) Gab: A 263) Gab: B 264) Gab: E 265) Gab: C 266) Gab: A 267) Gab: 268) Gab: C 269) Gab: B 270) Gab: B 271) Gab: C 272) Gab: 273) Gab: a) 4,0106 cal b) 2,77h 274) Gab: D 275) Gab: E 276)Gab: a) O trabalho realizado pelo peso da pedra é J 10.000 100 10 10 h g m p b) A quantidade de calor cedida pela água é cal 1.000- 25)-(5 1 50 cmQ a Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível c) Como eQ logo ,/Qe (onde Q e devem ser expressos numa mesma unidade de energia). Para transformar Q(cal) em Q(J), devemos fazer MCMC E onde ,E x Q(cal) )J(Q é o equivalente mecânico do calor, e teremos (J) e E x )cal(Q MC Logo: Q(cal)(J)/ e EMC J/cal 4E logo, cal; J/1.000 10.000 4,0E mcmc Resultados válidos J 4 cal 1 logo, J; 10.000 0,4 cal 000.1 277) Gab: A 278) Gab: E 279) Gab: a) Admitindo o processo de aquecimento, temos: 0 3- 6- 0 0 V10 . 6,6 V 200 . 10 . 11 . 3 . V V . 3 . VV Para o resfriamento, o volume inicial é VVV 0 . Assim a diminuição percentual )V/V( é dada por: %66,0 V V 0066,0 V V V10 . 6,6V V 10 . 6,6 VV V V V 0 3- 0 0 -3 0 b) kg 0,054M 010 . 3,3 . M (-200) . 450 . 0,20 0 L . M . c . m 0QQ 5 geloaço 280) Gab: B 281) Gab: E 282) Gab: A 283) Gab: D 284) Gab: P2 = 1,4 atm e T = 420 K 285) Gab: C 286) Gab: B 287) Gab: E 288) Gab: 289) Gab: E 290) Gab: A 291) Gab: 60 292) Gab: A 293) Gab: C 294) Gab: B 295) Gab: Como o calor total trocado é zero, podemos escrever a seguinte equação; 0100) - (50 x 0,2 x 10)400(T x 0,25 x 8)0(T x 1 x 98 ee . Simplificando e resolvendo essa equação, obtemos C9T 0100800T x 100 0ee . 296) Gab: E 297) Gab: 27 298) Gab: a) s250t b) mv = 150 g 299) Gab: a) 20ºC b) Cºg cal045,0 c) 18 quilates 300) Gab: C 301) Gab: 302) Gab: D 303) Gab: B 304) Gab: E 305) Gab: C 306) Gab: VVFVF 307) Gab: a) tfinal = 0ºC b) As 800 cal cedidas pela água são capazes de provocar a fusão de 10 g de gelo. Portanto, a massa de água no estado líquido, após atingido o equilíbrio térmico, é de 50 g. 308) Gab: D 309) Gab: E 310) Gab: A 311) Gab: Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível a) Cº101,2t 6 b) Cº10T 7 312) Gab: 775g 313) Gab: a) 126 000 J b) 5 min 314) Gab: E 315) Gab: B 316) Gab: A 317) Gab: 07 318) Gab: 01 319) Gab: B 320) Gab: C 321) Gab: D 322) Gab: C 323) Gab: D 324) Gab: a) C = 13,5 J/ºC b) Cº432 325) Gab: Q = 6,2 x 105 cal 326) Gab: D 327) Gab: C 328) Gab: C 329) Gab: C 330) Gab: C 331) Gab: A 332) Gab: a) x = 84 J b) T = 420 s c) Existem ondas sonoras, além das eletromagnéticas, pois o ouvido humano é sensível apenas às ondas sonoras, não sendo sensível às ondas eletromagnéticas. 333) Gab: 1. 420 s 2. 0ºC 334) Gab: C 335) Gab: a) cal 80000 b) cal 130000 336) Gab: 24 337) Gab: CCEE 338) Gab: A 339) Gab: ECEC 340) Gab: a) Q1 = 127500 x 4,2 = 535500 joules; b) t = 54,7 minutos 341) Gab: a) A capacidade térmica de (C) é definida pela razão entre o calor (Q), fornecido pela fonte, e a variação de temperatura (T), ou seja, C = Q/T. Portanto CA > CB.; b) Como a densidade é a razão entre a massa (m) de um sólido e o seu volume (V), tem-se que: di = m/Vi e df = m/Vf. A razão entre a densidade inicial e final é dada por (di/df) = Vf/Vi. (EXPRESSÂO: Vf = Vi (1 + T); Portanto (di/df)B > (di/df)A. 342) Gab: a) CA = 2,5 cal/ºC CA = 0,025cal/gºC CB = 6,7 cal/ºC CB = 0,042cal/gºC b) QA = 90 cal QB = 240 cal 343) Gab: C 344) Gab: E 345) Gab: B 346) Gab: B 347) Gab: C 348) Gab: 26 349) Gab: C 350) Gab: A Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 351) Gab: B 352) Gab: E 353) Gab: B 354) Gab: 28 355) Gab: C 356) Gab: D 357) Gab: E 358) Gab: a) 42 N b) 2,1 J c) Cº 105 5 359) Gab: a) V = 5 cm3 b) Cº36 c) 3cm 037,0V 360) Gab: B 361) Gab: 23 362) Gab: C 363) Gab: D 364) Gab: C 365) Gab: C 366) Gab: B 367) Gab: D 368) Gab: D 369) Gab: a) 6,3 x 104 J b) 3,3 x 105 J c) 3,136 x 1019 J 370) Gab: A 371) Gab: A 372) Gab: C 373) Gab: E 374) Gab: 0,35V W;10 . 6,5p 2 375) Gab: a) –3 . 105 J/kg b) C.ºkg J10.2 3 376) Gab: E 377) Gab: C 378) Gab: A 379) Gab: D 380) Gab: C 381) Gab: B 382) Gab: E 383) Gab: 05 384) Gab: a) )m...mm/()Tm...TmTm(T N21NN2211f b) Tf=2T/3 385) Gab: E 386) Gab: B 387) Gab: C 388) Gab: E 389) Gab: B 390) Gab: D 391) Gab: C 392) Gab: D 393) Gab: E 394) Gab: C 395) Gab: E 396) Gab: D 397) Gab: B 398) Gab: C Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 399) Gab: g 5,81 400) Gab: D 401) Gab: 21 402) Gab: D 403) Gab: D 404) Gab: B 405) Gab: a) h = 78 m b) H = 80 m 406) Gab: 29 407) Gab: 03 408) Gab: 06 409) Gab: 5 capitais 410) Gab: D 411) Gab: B 412) Gab: a) λ 0,35m; b) Δ = 0,075°C 413) Gab: A 414) Gab: E 415) Gab: C 416) Gab: cA/cB = 1/6 417) Gab: B 418) Gab: C 419) Gab: C 420) Gab: E 421) Gab: B 422) Gab: 30 423) Gab: B 424) Gab: C 425) Gab: C 426) Gab: a) 7200 W b) t 21,7 minutos. 427) Gab: a) 100(30 – Te) = 100(Te – 10) + C(Te – 10) b) C = 50 cal / ºC 428) Gab: C 429) Gab: D 430) Gab: C 431) Gab: C 432) Gab: 13 433) Gab: A 434) Gab: B 435) Gab: E 436) Gab: A 437) Gab: a) E=0,1 J b) Dose = 2,0 x 104 Gy 438) Gab: a) Portanto, a potência consumida foi de 400 W. b) O volume consumido de gás foi de 0,012 m3 ou 1,20 x 10–2 m3 439) Gab: 03 440) Gab: C 441) Gab: D 442) Gab: B 443) Gab: B 444) Gab: B 445) Gab: B 446) Gab: B Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 447) Gab: A 448) Gab: D 449) Gab: A 450) Gab: a) = 30ºC. b) ’ = 24,1ºC. 451) Gab: E 452) Gab: D 453) Gab: B 454) Gab: D 455) Gab: 2,52 km 456) Gab: 30 457) Gab: A 458) Gab: C 459) Gab: A 460) Gab: A 461) Gab: B 462) Gab: C 463) Gab: B 464) Gab: D 465) Gab: B 466) Gab: a) M = 3,6 104 células mortas por segundo b) Q = 1,4J 467) Gab: E 468) Gab: 22 469) Gab: A 470) Gab: = 36 ºC 471) Gab: A 472) Gab: C 473) Gab: a) m = 3 103 g b) C = 5,6 104 cal/ºC 474) Gab: D 475) Gab: B 476) Gab: C 477) Gab: D 478) Gab: E 479) Gab: A 480) Gab: B 481) Gab: B 482) Gab: B 483) Gab: B 484) Gab: D 485) Gab: E 486) Gab: B 487) Gab: B 488) Gab: D 489) Gab: C 490) Gab: A 491) Gab: C 492) Gab: 07 493) Gab: 03 494) Gab: A 495) Gab: D 496) Gab: E 497) Gab: C 498) Gab: 75 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 23 Calor sensível 499) 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