QUESTÕES DE CALORIMETRIA ORGANIZAÇÃO: Prof. Marcelo Caldas Chaves
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- Lucinda Cerveira Fortunato
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1 Questão 01 - (PUC SP/2016) QUESTÕES DE CALORIMETRIA ORGANIZAÇÃO: Prof. Marcelo Caldas Chaves O Slide, nome dado ao skate futurista, usa levitação magnética para se manter longe do chão e ainda ser capaz de carregar o peso de uma pessoa. É o mesmo princípio utilizado, por exemplo, pelos trens ultrarrápidos japoneses. Para operar, o Slide deve ter a sua estrutura metálica interna resfriada a temperaturas baixíssimas, alcançadas com nitrogênio líquido. Daí a fumaça que se vê nas imagens, que, na verdade, é o nitrogênio vaporizando novamente devido à temperatura ambiente e que, para permanecer no estado líquido, deve ser mantido a aproximadamente 200 graus Celsius. Então, quando o nitrogênio acaba, o skate para de voar. Fumaça que aparenta sair do skate, na verdade, é nitrogênio em gaseificação (Foto: Divulgação/Lexus) Fonte: 2.html. Consultado em: 03/07/2015 Com relação ao texto, a temperatura do nitrogênio líquido, 200ºC, que resfria a estrutura metálica interna do Slide, quando convertida para as escalas Fahrenheit e Kelvin, seria respectivamente: a) 328 e 73 b) 392 e 73 c) 392 e 473 d) 328 e 73 Questão 02 - (FUVEST SP/2015) O desenvolvimento de teorias científicas, geralmente, tem forte relação com contextos políticos, econômicos, sociais e culturais mais amplos. A evolução dos conceitos básicos da Termodinâmica ocorre, principalmente, no contexto a) da Idade Média. b) das grandes navegações. c) da Revolução Industrial. d) do período entre as duas grandes guerras mundiais. e) da Segunda Guerra Mundial.
2 Questão 03 - (UNIFOR CE) Uma certa massa de gás perfeito sofre uma transformação isobárica (pressão constante) e sua temperatura varia de 293K para 543K. A variação da temperatura do gás, nessa transformação, medida na escala Fahrenheit, foi de a) 250 b) 273 c) 300 d) 385 e) 450 Gab: E Questão 04 - (UFV MG/2014) Um termômetro R construído com uma substância termométrica que indica 50 ºR para a temperatura de fusão do gelo e 150 ºR para a temperatura de ebulição da água, indica uma temperatura T R correspondente a 30 ºC na escala Celsius, conforme o diagrama apresentado na figura abaixo: Encontre o valor de T R na escala R. a) 10 ºR b) 20 ºR c) 30 ºR d) 15 ºR Questão 05 - (Centro Universitário de Franca SP/2016) Gab: E O gráfico representa a variação da temperatura em função do tempo de uma amostra de 1,0 kg de água, ao receber uma certa quantidade de calor. Sendo 1,0 cal = 4 J e o calor específico da água 1,0 cal/(g ºC), desprezando a perda de calor para o meio ambiente, a potência da fonte térmica que forneceu esta quantidade de calor a uma taxa constante, em quilowatts, é igual a a) 4,0. b) 3,5. c) 3,0. d) 2,5. e) 2,0. Questão 06 - (UERJ/2016) Admita duas amostras de substâncias distintas com a mesma capacidade térmica, ou seja, que sofrem a mesma variação de temperatura ao receberem a mesma quantidade de calor. A diferença entre suas massas é igual a 100 g, e a razão entre seus calores específicos é igual a 5 6.
3 A massa da amostra mais leve, em gramas, corresponde a: a) 250 b) 300 c) 500 d) 600 Questão 07 - (UniCESUMAR SP/2016) Por meio da queima de gás de cozinha (GLP), cujo calor de combustão é aproximadamente igual a cal/g, produz-se a variação de temperatura de 108ºF em 100 litros de água. Supondo que todo o calor liberado nessa queima tenha sido utilizado integralmente no aquecimento desse volume de água, determine, aproximadamente, quantos quilogramas de gás de cozinha foram utilizados. Dados: Densidade da água = 1 g/cm 3 Calor específico da água = 1 cal/gºc a) 5 b) 7,5 c) 10 d) 15 e) 18 Questão 08 - (CEFET MG/2015) Um aluno, ao colocar sua mão sobre o objeto 1, tem a sensação de que o objeto está quente e uma aluna, ao colocar sua mão sobre o objeto 2, tem a sensação de que o mesmo está frio. O professor analisou essa situação, apresentando as seguintes afirmativas: I. A temperatura da mão do aluno é maior que a do objeto 1. II. A temperatura do objeto 2 é menor que a da mão da aluna. III. O objeto 1 transfere calor para a mão do aluno. IV. O objeto 2 transfere frio para a mão da aluna. Sobre as afirmativas do professor, são corretas apenas a) I e III. b) I e IV. c) II e III. d) II e IV. Questão 09 - (Fac. Direito de Sorocaba SP/2015) Em uma estufa de criação de galinhas, a temperatura média é de 21 ºC. Em um experimento, as aves foram colocadas sob estresse térmico, e a temperatura do ambiente subiu para 42 ºC. Admitindo-se que a estufa tenha um volume igual a 40 m 3 e a densidade do ar seja de 1,3 kg m 3, e ainda que o calor específico do ar nas
4 condições do local seja igual a 1,012 kj kg 1 K 1, o aumento da quantidade de calor por causa do estresse térmico, em quilojoules, foi de, aproximadamente, a) 1, b) 2, c) 8, d) 1, e)3, Questão 10 - (FAMERP SP/2016) Para realizar um experimento no litoral, um cientista precisa de 8 litros de água a 80 ºC. Como não dispõe de um termômetro, decide misturar uma porção de água a 0 ºC com outra a 100 ºC. Ele obtém água a 0 ºC a partir de uma mistura, em equilíbrio térmico, de água líquida com gelo fundente, e água a 100 ºC, a partir de água em ebulição. Considerando que haja troca de calor apenas entre as duas porções de água, os volumes, em litros, de água a 0 ºC e de água a 100 ºC que o cientista deve misturar para obter água a 80 ºC são iguais, respectivamente, a a) 1,6 e 6,4. b) 3,2 e 4,8. c) 4,0 e 4,0. d) 2,4 e 5,6. e) 5,2 e 2,8. Questão 11 - (UNICAMP SP/2016) O Parque Güell em Barcelona é um dos mais impressionantes parques públicos do mundo e representa uma das obras mais marcantes do arquiteto Antoni Gaudí. Em sua obra, Gaudí utilizou um número imenso de azulejos coloridos. a) Considere que, no Parque Güell, existe um número N = de azulejos cujas faces estão perfeitamente perpendiculares à direção da radiação solar quando o sol está a pino na cidade de Barcelona. Nessa situação, a intensidade da radiação solar no local é I = 1200 W/m 2. Estime a área de um azulejo tipicamente presente em casas e, a partir da área total dos N azulejos, calcule a energia solar que incide sobre esses azulejos durante um tempo t = 60 s. b) Uma das esculturas mais emblemáticas do parque Güell tem a forma de um réptil multicolorido conhecido como El Drac, que se converteu em um dos símbolos da cidade de Barcelona. Considere que a escultura absorva, em um dia ensolarado, uma quantidade de calor Q = 3500 kj. Considerando que a massa da escultura é m = 500 kg e seu calor específico é c = 700 J/(kg.K), calcule a variação de temperatura sofrida pela escultura, desprezando as perdas de calor para o ambiente. GAB: a) E = 1,44x10 9 J b) 10 K Questão 12 - (IFPE/2015) Num caldeirão de ferro com 10kg de massa, inicialmente a 10ºC, são colocados 20kg de água também a 10ºC. O calor específico do ferro é 460 J/kgºC e o da água J/kgoC. Uma fonte térmica deverá transmitir calor a esse caldeirão para aquecê-lo, juntamente com a água, até 100ºC. Considerando que todo o calor
5 liberado pela fonte será absorvido apenas pelo caldeirão e pela água, qual será essa quantidade de calor, em kj? a) b) c) d) e) Gab: D Questão 13 - (Fac. Cultura Inglesa SP/2015) Para esfriar a água quente contida em um latão, Ana adiciona 2 L de água fria. Depois de misturar e deixar a mistura em repouso por algum tempo, Ana verifica que a temperatura da água a) é uniforme em todo o recipiente. b) é mais alta na superfície do latão. c) aumenta gradativamente da superfície para o fundo do latão. d) varia aleatoriamente de região para região dentro do latão. e) aumenta gradativamente do centro para as paredes do latão. Questão 14 - (UEPA/2015) Gab: E Através de placas de captação instaladas sobre o telhado, é possível usar a energia solar no aquecimento de água, tanto para uso doméstico quanto para uso comercial que requeiram pequenos ou grandes volumes de água aquecidos a até 70 C. (Fonte: Considere a situação em que o equipamento descrito no texto seja utilizado para aquecer 300 L de água por dia, de modo a garantir o abastecimento de uma família de 4 pessoas. Admitindo que a potência absorvida pelas placas captadoras seja de 3 kw e que seja inteiramente utilizada para o aquecimento da água, o tempo necessário para o equipamento aquecer a água contida no reservatório de 5 C até 65 C é, em h, igual a: Dados: calor específico da água = 4200 J/kg. C massa específica da água = 1 kg/l a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7 Questão 15 - (UERJ/2015) Um corpo de massa igual a 500 g, aquecido por uma fonte térmica cuja potência é constante e igual a 100 cal/min, absorve integralmente toda a energia fornecida por essa fonte. Observe no gráfico a variação de temperatura do corpo em função do tempo.
6 Calcule o calor específico da substância da qual o corpo é composto, bem como a capacidade térmica desse corpo. Gab: Calor específico = 3000 cal Capacidade térmica = 75 cal/gºc Questão 16 - (UERJ/2015) Para aquecer 1 L de água contida em um recipiente de capacidade térmica desprezível, uma pessoa dispõe de um aquecedor elétrico portátil cuja potência é de 1273 W, quando submetido a uma tensão de 127 V. Considere que toda a energia fornecida pelo aquecedor seja absorvida pela água. Nessas condições, calcule a variação de temperatura da água após o aquecedor inserido no recipiente ficar ligado por 165 segundos. Gab: t = 50ºC Questão 17 - (UERN/2015) Gab: B Um corpo constituído por uma substância cujo calor específico é 0,25 cal/g C absorve de uma fonte térmica cal. Sendo a massa do corpo igual a 125 g e sua temperatura inicial de 20 C, então a temperatura atingida no final do aquecimento é de a) 150 C. b) 180 C. c) 210 C. d) 250 C. Questão 18 - (UFAM/2015) Preocupada por não conseguir perder peso, uma jovem leu numa revista um artigo no qual certo nutricionista aconselha as pessoas que querem perder peso a beber água gelada. Segundo ele, o corpo deve queimar gordura suficiente para aumentar a temperatura da água gelada para a temperatura do corpo de 37ºC. Considerando que são necessárias 3500kcal para queimar 454g de gordura, podemos concluir que a quantidade de água gelada, na temperatura de 2ºC, que essa jovem deve beber para perder 454g de gordura é de: a) 35L b) 350L c) 45,4L d) 100L e) 1000L Gab: D Questão 19 - (UEFS BA/2015) Uma amostra de 1,0kg de chumbo é aquecida a 80ºC e depositada em um calorímetro contendo 400,0g de água, inicialmente a 20ºC. Considerando-se a capacidade calorífica do recipiente igual a 20 cal/ºc e os calores específicos do chumbo e da água iguais, respectivamente, a 0,03cal/gºC e 1,0cal/gºC, conclui-se que a temperatura final de equilíbrio do sistema, em ºC, é igual a
7 a) 36 b) 32 c) 28 d) 24 e) 20 Gab: D Questão20 - (UFU MG/2015) Em um laboratório, dispõe-se de quatro amostras de ligas de materiais diferentes, cada uma com massa de 500g. Quando essas amostras são aquecidas, suas temperaturas variam conforme os gráficos a seguir. Na realização de um experimento, foi tomada uma dessas amostras, que estava inicialmente à temperatura de 25 C, e mergulhada em uma porção de 200 g de água pura, à temperatura inicial de 10 C. Aguardou-se o equilíbrio térmico, que ocorreu à temperatura de 20 C, desprezando-se perdas de calor entre os corpos e o meio. Considere que o calor específico da água é 1 cal/g. C. A partir da situação descrita, é correto afirmar que a amostra usada foi a a) III. b) II. c) I. d) IV.
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