Fís. Professor: Leo Gomes Monitor: Arthur Vieira. Fís

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1 . Semana 19 Professor: Leo Gomes Monitor: Arthur Vieira

2 Exercícios de calorimetria 19 jun EXERCÍCIOS DE AULA 1. (ENEM) Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70 C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30 C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25 C. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal? a) 0,111. b) 0,125. c) 0,357. d) 0,428. e) 0, (Fatec-SP) 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.

3 3. (UERJ) 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. Considere os seguintes valores: densidade absoluta da água: 1,0 g/cm³ calor específico da água: 1,0 cal/g.ºc 1 cal = 4,2 J custo de 1 kwh = R$ 0,50 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) Assinale a opção que completa corretamente as lacunas das sentenças abaixo, em relação aos processos de transmissão de calor. I Ao colocar um alimento para esquentar, a chama do fogão transmite calor para a panela principalmente por. II O aparelho de ar condicionado instalado na parte superior de uma parede refrigera o ambiente por. III- O vidro espelhado das garrafas térmicas evita a propagação do calor por. IV O congelador de uma geladeira, instalado na parte superior, tem por objetivo provocar a transmissão do calor por. V Para facilitar a retirada de uma tampa metálica presa num vidro pode-se derramar água quente na tampa para que o calor, transmitido por provoque a dilatação da mesma. a) condução / convecção / irradiação / convecção / condução b) irradiação / convecção / condução / condução / convecção c) convecção / condução / irradiação / condução / convecção d) condução / condução / convecção / convecção / irradiação e) irradiação / condução / condução / convecção / convecção 5. (MACK-SP) Lourdinha coloca, em uma garrafa térmica, o café que acabou de fazer. São 350 g de café [calor específico = 1 cal/(g.ºc)] 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

4 e) 75 cal/ C 6. Um bloco de gelo de 200 g encontra-se a -20 C. Se o calor específico do gelo é 0,5 cal/g C, o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g e o calor específico da água é 1 cal/g C, a quantidade de calor necessária para que o bloco de gelo atinja a temperatura de 10 C, sob pressão normal, é: a) 10 kcal b) 20 kcal c) 30 kcal d) 40 kcal e) 50 kcal 7. Um corpo, inicialmente sólido, de massa 80g, recebe calor e sofre variação de temperatura conforme indica o gráfico: Pede-se: a) a temperatura de fusão da substância; b) o calor latente de fusão do corpo; c) o calor específico do corpo no estado sólido; d) o calor específico no estado líquido. EXERCÍCIOS PARA CASA 1. (ENEM) Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10 C de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste, cada forno operou a potência máxima. O forno mais eficiente foi aquele que a) forneceu a maior quantidade de energia às amostras. b) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo. c) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo. d) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente. e) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo.

5 2. (UERJ) 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 c X e c Y sejam os calores específicos, respectivamente, de X e Y. A razão é dada por: a) b) c) 1 d) 2 3. Um bloco de gelo com massa 8 kg está a uma temperatura de 220 C, sob pressão normal. Dados: calor específico do gelo =0,5 cal/g. C calor específico da água = 1 cal/g. C calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g a) Qual a quantidade de calor para transformar totalmente esse bloco de gelo em água à temperatura de 30 C? b) Construa o gráfico temperatura x quantidade de calor durante esse processo. 4. Os alimentos são muitas vezes envolvidos em papel de alumínio para depois serem consumidos. No entanto, é incorreto afirmar que: a) Ao ser colocado no freezer, a parte menos brilhante do papel deve ficar em contato com o alimento. b) Ao ser colocado no forno a gás, a parte mais brilhante do papel deve ficar em contato com o alimento. c) No forno de micro-ondas deve-se retirar o papel alumínio. d) Tanto no freezer, quanto no micro-ondas, não importa qual a face do papel ficará em contato com o alimento. 5. Você acaba de retirar da chaleira água fervente para preparar seu copo de 200 g de chá. Aproximadamente quanto de gelo (massa) você deveria acrescentar à xícara de chá para levá-la a uma temperatura agradável de 65 C? (Assuma que o gelo está inicialmente a 15 C. O calor específico do gelo é de 0,5 cal/g. C e seu calor latente de fusão é de 80 cal/g.) QUESTÃO CONTEXTO Eis aqui um procedimento para medir o calor específico de um metal: considera que um pedaço de um determinado metal é colocado em água fervente (a 100ºC) por um certo tempo e é em seguida transferido

6 para um recipiente isolado contendo 200 g de água a 25ºC. Depois de alguns minutos, o conteúdo deste recipiente está a uma temperatura de 30ºC. Suponha que a capacidade térmica do recipiente seja desprezível e que não há quantidade significativa de energia transferida entre o conteúdo do recipiente e o ambiente. Dado: calor específico da água: 4,2 J/g.ºC. a) Qual a quantidade de calor transferida para a água? b) Qual a quantidade de calor cedida pelo metal? c) Qual a capacidade térmica do metal? d) Se o pedaço de metal tem uma massa de 100 g, qual é seu calor específico? GABARITO Exercícios para casa Exercícios para aula 1. e 2. b 3. a 4. d 5. B 6. a) 200ºC b) 2,5 cal/g c) 0,012 cal/g.ºc d) 0,037 cal/g.ºc 1. c 2. b 3. a) 960 kcal b) 4. d 5. 46g Questão Contexto a) 4200 J b) 4200 J c) 60 J/ºC d) 0,60 J/g.ºC

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