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Em uma casa moram quatro pessoas que utilizam um sistema de placas coletoras de um aquecedor solar para aquecimento da água. O sistema eleva a temperatura da água de 20 oC para 60 oC todos os dias. Considere que cada pessoa da casa consome 80 litros de água quente do aquecedor por dia. A situação geográfica em que a casa se encontra faz com que a placa do aquecedor receba por cada metro quadrado a quantidade de 2,016 x 108 J de calor do sol em um mês. Sabendo que a eficiência do sistema é de 50%, a área da superfície das placas coletoras para atender à demanda diária de água quente da casa é de:
A área da superfície das placas coletoras para atender à demanda diária de água quente da casa é de:
a) 2,0 m2.
b) 4,0 m2.
c) 6,0 m2.
d) 14,0 m2.
e) 16,0 m2.
f) não sei.
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há 6 dias

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há 6 dias

Calorimetria Calorimetria
8 pág.

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ESTÁCIO

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há 6 dias

Para resolver essa questão, vamos calcular a quantidade de energia necessária para aquecer a água consumida pela casa e, em seguida, determinar a área das placas coletoras. 1. Calcular a quantidade total de água consumida por dia: - Cada pessoa consome 80 litros de água. - Total para 4 pessoas: \( 4 \times 80 = 320 \) litros. 2. Converter litros para quilogramas: - Como 1 litro de água equivale a 1 kg, temos 320 kg de água. 3. Calcular a variação de temperatura: - A água é aquecida de 20 °C para 60 °C, portanto, a variação de temperatura (\( \Delta T \)) é: \[ \Delta T = 60 °C - 20 °C = 40 °C \] 4. Calcular a quantidade de calor necessária (Q): - Usamos a fórmula \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \), onde: - \( m = 320 \) kg (massa de água), - \( c = 4.186 \) kJ/kg·°C (capacidade térmica da água), - \( \Delta T = 40 \) °C. - Convertendo \( c \) para J/kg·°C: \( c = 4186 \) J/kg·°C. - Portanto: \[ Q = 320 \, \text{kg} \cdot 4186 \, \text{J/kg·°C} \cdot 40 \, °C = 53472000 \, \text{J} \, (ou \, 53.472 \, MJ) \] 5. Considerar a eficiência do sistema: - A eficiência do sistema é de 50%, então a energia que precisa ser coletada é o dobro da energia necessária: \[ Q_{\text{coletada}} = \frac{53472000 \, \text{J}}{0.5} = 106944000 \, \text{J} \] 6. Calcular a energia recebida por metro quadrado em um dia: - A energia recebida por metro quadrado em um mês é \( 2,016 \times 10^8 \, \text{J} \). - Para um dia, dividimos por 30: \[ Q_{\text{dia}} = \frac{2,016 \times 10^8 \, \text{J}}{30} \approx 6720000 \, \text{J/m}^2 \] 7. Calcular a área necessária das placas: - A área \( A \) necessária é dada por: \[ A = \frac{Q_{\text{coletada}}}{Q_{\text{dia}}} = \frac{106944000 \, \text{J}}{6720000 \, \text{J/m}^2} \approx 15.9 \, m^2 \] Portanto, a área da superfície das placas coletoras para atender à demanda diária de água quente da casa é de aproximadamente 16,0 m². A alternativa correta é: e) 16,0 m².

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Para elevar a temperatura de 200 g de uma certa substância, de calor específico igual a 0,6 cal/g oC, de 20 oC para 50 oC, será necessário fornecer-lhe uma quantidade de energia igual a:
A quantidade de energia necessária para elevar a temperatura é:
a) 120 cal.
b) 600 cal.
c) 900 cal.
d) 1800 cal.
e) 3600 cal.
f) não sei.

A utilização do termômetro, para a avaliação da temperatura de um determinado corpo, é possível porque, após algum tempo de contato entre eles, ambos adquirem a mesma temperatura.
Neste caso, é válido dizer que eles atingem a (o):
a) equilíbrio térmico.
b) ponto de condensação.
c) coeficiente de dilatação máximo.
d) mesma capacidade térmica.
e) mesmo calor específico.
f) não sei.

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. 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 −20 oC, a energia cedida a uma massa m = 5g do material para que ele atinja uma temperatura de 880oC é igual a:
A energia cedida a uma massa m = 5g 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.
e) não sei.

Dois recipientes iguais, A e B, contêm, respectivamente, 2,0 litros e 1,0 litro de água à temperatura de 20 oC. Utilizando um aquecedor elétrico, de potência constante, e mantendo-o ligado durante 80 s, aquece-se água do recipiente A até a temperatura de 60 oC. 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 20 oC em B e, a seguir, ligando-se o mesmo aquecedor elétrico em B, mantendo-o ligado durante um tempo aproximado de:
O tempo aproximado que levará para a situação final em B é:
a) 40 s.
b) 60 s.
c) 80 s.
d) 100 s.
e) 120 s.
f) não sei.

O ar dentro de um automóvel fechado tem massa de 2,6 kg e calor específico de 720 J/kgoC. Considere que o motorista perde calor a uma taxa constante de 120 joules por segundo e que o aquecimento do ar confinado se deva exclusivamente ao calor emanado pelo motorista. Quanto tempo levará para a temperatura variar de 2,4 oC a 37 oC?
O tempo necessário para a temperatura variar de 2,4 oC a 37 oC é:
a) 540 s.
b) 480 s.
c) 420 s.
d) 360 s.
e) 300 s.
f) não sei.

Uma roda d'água converte em eletricidade, com uma eficiência de 30%, a energia de 200 litros de água por segundo caindo de uma altura de 5,0 metros. A eletricidade gerada é utilizada para esquentar 50 litros de água de 15 °C a 65 °C. O tempo aproximado que leva a água para esquentar até a temperatura desejada é:
O tempo aproximado que leva a água para esquentar até a temperatura desejada é:
a) 15 minutos.
b) meia hora.
c) uma hora.
d) uma hora e meia.
e) duas horas.
f) não sei.

Considere as seguintes afirmativas: I. Um copo de água gelada apresenta gotículas de água em sua volta porque a temperatura da parede do copo é menor que a temperatura de orvalho do ar ambiente. II. A névoa (chamada por alguns de 'vapor') que sai do bico de uma chaleira com água quente é tanto mais perceptível quanto menor for a temperatura ambiente. III. Ao se fechar um 'freezer', se sua vedação fosse perfeita, não permitindo a entrada e a saída de ar de seu interior, a pressão interna ficaria inferior à pressão do ar ambiente.
Assinale a alternativa correta sobre as afirmativas:
a) todas são corretas.
b) somente I e II são corretas.
c) somente II e III são corretas.
d) somente I e III são corretas.
e) nenhuma delas é correta.
f) não sei.

Um painel coletor de energia solar para aquecimento residencial de água, com 50% de eficiência, tem superfície coletora com área útil de 10 m2. A água circula em tubos fixados sob a superfície coletora. Suponha que a intensidade da energia solar incidente seja de 1,0 · 103 W/m2 e que a vazão de suprimento de água aquecida seja de 6,0 litros por minuto. Indique a opção que corresponde à variação da temperatura da água.
A variação da temperatura da água é:
a) 12 ºC.
b) 10 ºC.
c) 1,2 ºC.
d) 1,0 C.
e) 0,10 ºC.
f) Não sei.

Para resfriar um motor de automóvel, faz-se circular água por ele. A água entra no motor a uma temperatura de 80 °C com vazão de 0,4 /s, e sai a uma temperatura de 95 °C. A água quente é resfriada a 80 °C no radiador, voltando em seguida para o motor através de um circuito fechado.
Assinale a opção que responde as questões abaixo, respectivamente: a) Qual é a potência térmica absorvida pela água ao passar pelo motor? b) Quando um 'aditivo para radiador' é acrescentado à água, o calor específico da solução aumenta para 5 250 J/kg °C, sem mudança na sua densidade. Caso essa solução a 80 °C fosse injetada no motor em lugar da água e absorvesse a mesma potência térmica, qual seria a sua temperatura na saída do motor?
a) a) Pot = 23200 W b) θf = 98 ºC
b) a) Pot = 21200 W b) θf = 90 ºC
c) a) Pot = 25200 W b) θf = 92 ºC
d) a) Pot = 19200 W b) θf = 85 ºC
e) Não sei.

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