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Uma massa de 100 g de um material inicialmente a 25 ºC é aquecida por uma fonte de potência constante igual a 100 calorias por minuto. A temperatura do corpo varia com o tempo de acordo com o gráfico abaixo. Nestas condições, qual é o calor específico do material?

a) 0,55 cal/gºC
b) 0,75 cal/gºC
c) 0,67 cal/gºC
d) 0,80 cal/gºC
e) 0,20 cal/gºC
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Questões Para a Compreensão

há 2 anos

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há 2 anos

Física Térmica - Exercícios
8 pág.

Física Térmica - Exercícios

UNIP

Respostas

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ano passado

Para determinar o calor específico do material, podemos usar a fórmula: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \] onde: - \( Q \) é o calor fornecido (em calorias), - \( m \) é a massa do material (em gramas), - \( c \) é o calor específico (em cal/gºC), - \( \Delta T \) é a variação de temperatura (em ºC). Sabemos que a potência da fonte é de 100 calorias por minuto. Se considerarmos um tempo \( t \) em minutos, o calor fornecido será: \[ Q = 100 \cdot t \] A massa do material é de 100 g e a temperatura inicial é de 25 ºC. Para calcular \( \Delta T \), precisamos saber a temperatura final, que deve ser obtida a partir do gráfico mencionado (que não está disponível aqui). Supondo que você tenha a temperatura final \( T_f \) do gráfico, podemos calcular \( \Delta T \): \[ \Delta T = T_f - 25 \] Substituindo na fórmula do calor: \[ 100 \cdot t = 100 \cdot c \cdot (T_f - 25) \] Dividindo ambos os lados por 100: \[ t = c \cdot (T_f - 25) \] Agora, se você tiver o valor de \( t \) e \( T_f \) do gráfico, poderá resolver para \( c \): \[ c = \frac{t}{T_f - 25} \] Sem os valores exatos de \( t \) e \( T_f \), não posso calcular o calor específico. No entanto, se você tiver esses dados, poderá substituir e encontrar o valor de \( c \). Se você puder fornecer a temperatura final ou o tempo, posso ajudar a calcular o calor específico. Caso contrário, você terá que criar uma nova pergunta.

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Craque NetoCraque Neto

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há 2 anos

Para determinar o calor específico do material, podemos usar a fórmula: \(Q = mc\Delta T\), onde: \(Q\) é a quantidade de calor fornecida, \(m\) é a massa do material, \(c\) é o calor específico do material, e \(\Delta T\) é a variação de temperatura. Sabemos que a potência é de 100 cal/min, então em 1 minuto teremos fornecido 100 cal de calor. Além disso, a variação de temperatura é de 50 ºC (de 25 ºC para 75 ºC). Substituindo na fórmula, temos: \(100 = 100 \times c \times 50\), \(100 = 5000c\), \(c = \frac{100}{5000}\), \(c = 0,02 cal/gºC\). Portanto, o calor específico do material é de 0,02 cal/gºC, o que corresponde à alternativa e) 0,20 cal/gºC.

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01. (SÃO CAMILO-2015) – O ar-condicionado automotivo funciona pela troca de temperatura do ambiente interno pelo externo, ao fazer a passagem do ar pela serpentina do evaporador. A refrigeração do sistema é possível devido às mudanças de estado do fluido refrigerante, que se encontra no estado líquido em alta pressão e no estado gasoso em baixa pressão. Ao mudar do estado líquido para o gasoso (processo 1), o refrigerante absorve calor do ar dentro do habitáculo, superaquecendo o gás. De modo inverso, ao passar do estado gasoso para o líquido (processo 2), o refrigerante perde calor na parte externa do veículo. Os nomes das transformações dos processos 1 e 2 são, respectivamente,
a) ebulição e solidificação.
b) sublimação e vaporização.
c) vaporização e condensação.
d) vaporização e sublimação.
e) liquefação e condensação.

02. As panelas de pressão são muito utilizadas na cozinha, pois diminuem o tempo de cozimento dos alimentos. A ilustração a seguir mostra o interior de uma panela de pressão durante esse processo. Marque V quando verdadeiro e F quando falso nas seguintes observações sobre o sistema: ( ) A temperatura de ebulição da água é menor que 100 °C, por isso atinge mais rápido o cozimento. ( ) A pressão de vapor da água com sal é menor que a pressão de vapor da água pura, por isso a temperatura de ebulição aumenta. ( ) O alimento só irá cozinhar quando a água atingir o ponto de ebulição. ( ) A válvula de pressão é a responsável por controlar a pressão no interior da panela. ( ) Em qualquer altitude, a água pura no interior da panela terá a mesma temperatura de ebulição. A sequência correta para as observações acima é:
a) F, V, F, V, F
b) F, V, F, F, F
c) V, V, F, V, V
d) V, F, V, F, F
e) F, F, F, V, V

03. É muito comum utilizarmos para refeições rápidas alguns tipos de espaguete que ficam cozidos em pouquíssimo tempo. Alguns trazem a informação “tempo de cozimento: 5 min”. Analisando essa afirmação sob o aspecto da Física, sabemos que o tempo de cozimento e a temperatura de ebulição de uma substância são influenciados pela pressão a que está submetida. A tabela seguinte apresenta a pressão atmosférica de algumas cidades do Rio Grande do Sul, em função da altitude em relação ao nível do mar. Supondo que seja utilizado o mesmo fogão para aquecer água nas três cidades citadas na tabela, é correto afirmar que
a) em Bento Gonçalves, a água entrará em ebulição em tempo maior do que em Capão da Canoa.
b) se forem usadas panelas de pressão para aquecer a água, em Bento Gonçalves o tempo para que a água entre em ebulição será menor do que em Cambará do Sul.
c) como em Cambará do Sul a temperatura de ebulição será atingida em tempo menor do que nas outras cidades, o tempo de cozimento dos alimentos nessa cidade, em panelas convencionais, será menor do que nas outras duas cidades.
d) em Capão da Canoa o tempo para atingir a temperatura de ebulição é maior do que nas outras duas cidades; no entanto, o cozimento dos alimentos ocorre mais rapidamente do que nas outras cidades, pois possui uma temperatura de ebulição maior.
e) utilizando panelas convencionais, o tempo de fervura da água nas cidades de Bento Gonçalves e Cambará do Sul será o mesmo, tendo em vista que a pressão atmosférica nesses locais está abaixo da pressão atmosférica ao nível do mar.

(UEPG – 2015) Quanto aos estados físicos da matéria, assinale o que for correto.
01) A fusão é um processo que ocorre com rompimento de ligações e formação de átomos livres, elétrons e íons, numa distribuição neutra de cargas.
02) O ponto de ebulição de uma substância pura varia de acordo com a pressão atmosférica.
04) A passagem de uma substância do estado gasoso para o estado líquido pode ocorrer sem variação de temperatura.
08) A vaporização é um processo que ocorre à temperatura ambiente, embora se intensifique em temperaturas mais altas.

(UEPG – 2015) A matéria em nosso meio ambiente existe em quatro fases: sólido, líquido, gasoso e, dependendo de sua temperatura, o plasma. Sobre a mudança de fases da matéria, assinale o que for correto.
01) A evaporação é um dos modos de ocorrer o fenômeno da vaporização, consistindo numa passagem lenta da fase líquida para a fase de vapor. Já, esse mesmo tipo de transformação, mas de maneira rápida, com formação de bolhas que são levadas para a superfície, onde escapam, chama-se ebulição.
02) Na fase sólida, as moléculas de água estão fortemente ligadas umas às outras, mesmo assim, o gelo evapora tão facilmente como a água líquida. Esse processo é chamado de sublimação e explica a perda de consideráveis porções de neve e gelo, especialmente grandes, em dias ensolarados, em climas secos.
04) Todos os materiais têm uma temperatura fixa para que ocorram as mudanças de estado, a qual não pode ser alterada, já que é uma característica da matéria.
08) Aumentando a pressão sobre um líquido ocorrerá a solidificação; sendo a pressão removida ocorrerá a liquefação. Esse processo é conhecido como o fenômeno do regelo.
16) Um sólido deve absorver energia para derreter enquanto que um líquido absorve energia para vaporizar. O contrário deve ocorrer com um gás para se liquefazer e um líquido para se solidificar, porquanto, nesse processo, tanto o gás como o líquido devem liberar energia.

(UEM – 2013) A tabela abaixo apresenta os valores de temperatura de fusão (TF) e temperatura de ebulição (TE) para algumas substâncias químicas puras. Assinale o que for correto. (Os dados da tabela estão a 1,0 atm.)
01) Na temperatura de 20 ºC e pressão de 1,0 atm, o éter etílico encontra-se no estado líquido.
02) Em temperaturas inferiores a 43 ºC, o fenol se encontra no estado líquido, à pressão de 1,0 atm.
04) Durante a ebulição do etanol, a temperatura permanece constante em 78 ºC, à pressão de 1,0 atm.
08) As interações entre as moléculas de pentano são mais intensas acima de 36 ºC, à pressão de 1,0 atm.
16) Dentre as substâncias mostradas na tabela, a que apresenta a menor temperatura de fusão, à pressão de 1,0 atm, é o etanol.

07. (UFU – 2013/2) O esquema abaixo representa um envoltório transparente, hermeticamente fechado, dentro do qual há um recipiente com um pouco de água pura, à temperatura ambiente. A este envoltório é conectada uma bomba de vácuo, de modo a retirar o ar do interior do envoltório. Quando o vácuo for criado, a água do recipiente
a) irá se congelar, por se tratar de uma transformação isotérmica.
b) não sofrerá nenhuma mudança de estado físico.
c) sofrerá calefação, devido ao aumento da pressão no envoltório.
d) irá ferver, em temperatura próxima à que se encontra.

08. (CEFET/MG – 2014) Durante uma aula prática de Química, um estudante registrou a variação da temperatura da água pura em função do tempo e, com os dados obtidos, elaborou o gráfico que mostra uma mudança de fase. A mudança de estado físico verificada pelo estudante é denominada
a) fusão.
b) ebulição.
c) condensação.
d) solidificação.

Uma pessoa, com temperatura corporal igual a 36,7 ºC, bebe 0,5 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.

Usualmente, os corpos formados de materiais no estado sólido têm suas dimensões aumentadas e contraídas devido à variação da temperatura do corpo. Uma barra de ferro, cuja massa é de 2,0 kg, estava à temperatura de 20 ºC e foi aquecida até atingir a temperatura final de 200 ºC. Sabe-se que o calor específico do material do qual a barra é composta é de 0,119 cal/g.ºC. É CORRETO afirmar que a quantidade de calor sensível fornecida à barra durante o processo de aquecimento foi de, aproximadamente,

a) 60,2 kcal
b) 75,5 kcal
c) 42,8 kcal
d) 35,6 kcal
e) 20,5 kcal

Durante o dia, o Sol aquece a areia da praia mais rapidamente que a água do mar. À noite, a água do mar ainda está morna e a areia mais fria, porque esta resfria mais rápido. Nesse contexto, assinale o que for correto.
01) A capacidade térmica da areia é maior que a capacidade térmica da água.
02) O calor específico da água é 1 cal/gºC.
04) O calor específico da areia é menor que o calor específico da água.
08) O calor específico da areia é igual ao calor específico da água.

Willian é uma pessoa metódica e sempre prepara seu chá com água a 85 oC. Certo dia, ao preparar o chá, percebeu que a água estava a 95 oC e, para atingir a temperatura desejada, adicionou no bule certa quantidade de água a 25 oC. Considere que a troca de calor se deu apenas entre a água que estava no bule e a que foi adicionada. Sabendo que inicialmente o bule continha 600 g de água, a quantidade de água, em gramas, colocada no bule para atingir a temperatura de 85 ºC foi

a) 300.
b) 240.
c) 100.
d) 180.
e) 60.

A figura a seguir representa a variação de temperatura em função do tempo das substâncias A, B e C que sofreram mudanças de estados físicos. Após análise, conclui-se que

a) A, B e C representam misturas.
b) A, B e C representam substâncias puras.
c) A e B representam misturas e C, uma substância pura.
d) A e C representam substâncias puras e B, uma mistura.
e) A representa uma mistura e B e C representam substâncias puras.

Um estudante, no laboratório de Física de sua escola, forneceu calor a um corpo de massa 50 g, utilizando uma fonte térmica de potência constante. Com as medidas obtidas, construiu o gráfico ao lado, que representa a quantidade de calor ΔQ recebida pelo corpo em função de sua temperatura t. Analisando o gráfico, pode-se afirmar que o calor específico, no estado sólido e o calor latente de vaporização da substância que constitui o corpo, valem, respectivamente,

a) 0,6 cal/(g.ºC) e 12 cal/g
b) 0,4 cal/(g.ºC) e 12 cal/g
c) 0,4 cal/(g.ºC) e 6 cal/g
d) 0,3 cal/(g.ºC) e 12 cal/g
e) 0,3 cal/(g.ºC) e 6 cal/g

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, inicialmente a −4 ºC, para chegar a 37 ºC, a quantidade de Energia Térmica que esta massa deverá receber é

a) 11,3 kcal
b) 11,5 kcal
c) 11,7 kcal
d) 11,9 kcal
e) 12,1 kcal

Um atleta, buscando aliviar dores advindas de inflamações em seu braço, de massa 2 kg, fez uso da crioterapia. O processo consistiu na redução em 20°C da temperatura na região lesionada com o auxílio de uma bolsa contendo 800g de gelo, inicialmente a –5°C. O calor específico sensível do gelo é 0,5 cal/(g.

O calor específico latente de fusão do gelo é 80 cal/g e o calor específico sensível do braço é 0,8 cal/(g . °C). Considerando que tenha havido troca de calor apenas entre o braço e o gelo da bolsa, a quantidade de gelo derretido durante o processo, em gramas, foi igual a
a) 350
b) 400
c) 325
d) 375
e) 425

Com relação à substância mencionada acima, analise as afirmativas abaixo:
I. A temperatura de fusão da substância é 300 ºC.
II. O calor específico do sólido é 130 J/(kg.ºC).
III. O calor específico do líquido é 162,2 J/(kg.ºC).
IV. O calor latente de fusão é 63300 J/kg.
a) III e IV.
b) II e III.
c) I e II.
d) I e IV.

A tabela informa o valor da condutibilidade térmica de alguns materiais. De acordo com a tabela, o material que melhor evita a condução de calor é

a) o alumínio.
b) o ar.
c) a madeira.
d) o ferro.
e) o cobre.

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