Lista de Exercícios Professor Mário

Transcrição

1 1. (Unicamp 93) Um aluno simplesmente sentado numa sala de aula dissipa uma quantidade de energia equivalente à de uma lâmpada de 100W. O valor energético da gordura é de 9,0kcal/g. Para simplificar, adote 1 cal=4,0j. a) Qual o mínimo de quilocalorias que o aluno deve ingerir por dia para repor a energia dissipada? b) Quantos gramas de gordura um aluno queima durante uma hora de aula? 2. (Fuvest 92) Adote: calor específico da água = 1 cal/g. C Um recipiente contendo 3600g de água à temperatura inicial de 80 C é posto num local onde a temperatura ambiente permanece sempre igual a 20 C. Após 5 horas o recipiente e a água entram em equilíbrio térmico com o meio ambiente. Durante esse período, ao final de cada hora, as seguintes temperaturas foram registradas para a água: 55 C, 40 C, 30 C, 24 C, e 20 C. Pede-se: a) um esboço indicando valores nos eixos, do gráfico da temperatura da água em função do tempo; b) em média, quantas calorias por segundo, a água transferiu para o ambiente. 3. (Fuvest 93) Um recipiente de vidro de 500g e calor específico 0,20cal/g C contém 500g de água cujo calor específico é 1,0cal/g C. O sistema encontra-se isolado e em equilíbrio térmico. Quando recebe uma certa quantidade de calor, o sistema tem sua temperatura elevada. Determine: a) a razão entre a quantidade de calor absorvida pela água e a recebida pelo vidro. b) a quantidade de calor absorvida pelo sistema para uma elevação de 1,0 C em sua temperatura. 4. (Fuvest-gv 91) Uma pessoa bebe 500g de água a 10 C. Admitindo que a temperatura dessa pessoa é de 36,6 C, responda: a) Qual a energia que essa pessoa transfere para a água? b) Caso a energia absorvida pela água fosse totalmente utilizada para acender uma lâmpada de 100W, durante quanto tempo ela permaneceria acesa? Dados: calor específico da água = 1,0cal/g C e 1cal = 4J 5. (Unicamp 92) Um rapaz deseja tomar banho de banheira com água à temperatura de 30 C, misturando água quente e fria. Inicialmente, ele coloca na banheira 100Ø de água fria a 20 C. Desprezando a capacidade térmica da banheira e a perda de calor da água, pergunta-se: a) quantos litros de água quente, a 50 C, ele deve colocar na banheira? b) se a vazão da torneira de água quente é de 0,20Ø/s, durante quanto tempo a torneira deverá ficar aberta? 6. (Fuvest 90) Um atleta envolve sua perna com uma bolsa de água quente, contendo 600g de água à temperatura inicial de 90 C. Após 4 horas ele observa que a temperatura da água é de 42 C. A perda média de energia da água por unidade de tempo é: Dado: c = 1,0 cal/g. C a) 2,0 cal/s b) 18 cal/s c) 120 cal/s d) 8,4 cal/s e) 1,0 cal/s 1

2 7. (Fuvest 91) Adote: calor específico da água: 1,0 cal/g C Calor de combustão é a quantidade da calor liberada na queima de uma unidade de massa do combustível. O calor de combustão do gás de cozinha é 6000kcal/kg. Aproximadamente quantos litros de água à temperatura de 20 C podem ser aquecidos até a temperatura de 100 C com um bujão de gás de 13kg? Despreze perdas de calor: a) 1 litro b) 10 litros c) 100 litros d) 1000 litros e) 6000 litros 8. (Fuvest 92) Adote: calor específico da água: 1,0 cal/g. C Um bloco de massa 2,0kg, ao receber toda energia térmica liberada por 1000 gramas de água que diminuem a sua temperatura de 1 C, sofre um acréscimo de temperatura de 10 C. O calor específico do bloco, em cal/g. C, é: a) 0,2 b) 0,1 c) 0,15 d) 0,05 e) 0,01 9. (Unesp 94) Massas iguais de cinco líquidos distintos, cujos calores específicos estão dados na tabela adiante, encontram-se armazenadas, separadamente e à mesma temperatura, dentro de cinco recipientes com boa isolação e capacidade térmica desprezível. Se cada líquido receber a mesma quantidade de calor, suficiente apenas para aquecê-lo, mas sem alcançar seu ponto de ebulição, aquele que apresentará temperatura mais alta, após o aquecimento, será: a) a água. b) o petróleo. c) a glicerina. d) o leite. e) o mercúrio. 2

3 10. (Enem 2000) Uma garrafa de vidro e uma lata de alumínio, cada uma contendo 330mL de refrigerante, são mantidas em um refrigerador pelo mesmo longo período de tempo. Ao retirá-las do refrigerador com as mãos desprotegidas, tem-se a sensação de que a lata está mais fria que a garrafa. É correto afirmar que: a) a lata está realmente mais fria, pois a cidade calorífica da garrafa é maior que a da lata. b) a lata está de fato menos fria que a garrafa, pois o vidro possui condutividade menor que o alumínio. c) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, possuem a mesma condutividade térmica, e a sensação deve-se à diferença nos calores específicos. d) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida ao fato de a condutividade térmica do alumínio ser maior que a do vidro. e) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida ao fato de a condutividade térmica do vidro ser maior que a do alumínio. 11. (Faap 96) Uma estufa para flores, construída em alvenaria, com cobertura de vidro, mantém a temperatura interior bem mais elevada do que a exterior. Das seguintes afirmações: I. O calor entra por condução e sai muito pouco por convecção II. O calor entra por radiação e sai muito pouco por convecção III. O calor entra por radiação e sai muito pouco por condução IV. O calor entra por condução e convecção e só pode sair por radiação A(s) alternativa(s) que pode(m) justificar a elevada temperatura do interior da estufa é(são): a) I, III b) I, II c) IV d) II, III e) II 12. (Faap 97) As garrafas térmicas são frascos de paredes duplas, entre as quais é feito o vácuo. As faces destas paredes que estão frente a frente são espelhadas. O vácuo entre as duas paredes tem a função de evitar: a) somente a condução b) somente a irradiação c) a condução e a convecção d) somente a convecção e) a condução e a irradiação 13. (Faap 97) As garrafas térmicas são frascos de paredes duplas, entre as quais é feito o vácuo. As faces destas paredes que estão frente a frente são espelhadas. As faces das paredes são espelhadas para evitar: a) a dilatação do vidro b) a irradiação c) a condução d) a convecção e) a condução e a irradiação 3

4 14. (Fgv 96) Segundo a lenda, Ícaro, desobedecendo às instruções que recebera, voou a grandes alturas, tendo o Sol derretido a cera que ao seu corpo colava as asas, assim provocando sua queda ao Mar Egeu. Não obstante, os pontos da superfície terrestre de maior altitude, como os cumes das montanhas, geralmente são mais frios, comparativamente aos de semelhante latitude. Indique a afirmação que contém causa correta do fenômeno. a) Deve-se a temperatura inferior à gradativa dissipação do calor proveniente do núcleo da Terra, que está em elevada temperatura. b) Deve-se a temperatura inferior de tais pontos à noite que é mais fria. c) A existência da força da gravidade representa importante papel na explicação da temperatura inferior de tais pontos. d) Os pontos de elevada altitude não recebem menor incidência direta de energia solar, mas a incidência de energia refletida pela Terra é efetivamente menor, assim explicando-se sua temperatura inferior. e) A existência da força de gravidade nada tem a ver com a ocorrência de temperaturas inferiores em tais pontos, além do mais, as massas de ar quente tem movimento ascensional, contrário; pois, ao sentido da gravidade, assim transportando, por convecção, calor dos pontos mais baixos aos mais altos. A ocorrência dessas temperaturas inferiores é explicada pela transparência da atmosfera à irradiação solar. 15. (Puccamp 2000) Admita que o corpo humano transfira calor para o meio ambiente na razão de 2,0kcal/min. Se esse calor pudesse ser aproveitado para aquecer água de 20 C até 100 C, a quantidade de calor transferido em 1,0 hora aqueceria uma quantidade de água, em kg, igual a Adote: Calor específico da água = 1,0 cal/g C a) 1,2 b) 1,5 c) 1,8 d) 2,0 e) 2,5 16. (Uece 96) O clima de regiões próximas de grandes massas de água, como mares e lagos, caracteriza-se por uma grande estabilidade térmica, ao contrário de regiões no interior do continente, onde há acentuadas variações de temperatura entre o dia e a noite. A propriedade que torna a água um regulador de temperatura é: a) sua grande condutividade térmica b) sua grande densidade c) seu elevado calor específico d) seu pequeno calor específico 4

5 17. (Ufal 99) Considere as situações descritas a seguir. I. Nas geladeiras, o congelador fica sempre na parte superior. II. Um talher metálico, introduzido parcialmente numa panela com água quente, se aquece por inteiro. III. Um objeto colocado próximo de uma lâmpada incandescente acesa fica muito quente. A propagação do calor por condução ocorre, principalmente, a) na situação I, somente. b) na situação II, somente. c) na situação III, somente. d) nas situações I e II. e) nas situações II e III. 18. (Unirio 2000) A figura anterior representa um corte transversal numa garrafa térmica hermeticamente fechada. Ela é constituída por duas paredes. A parede interna é espalhada em suas duas faces e entre ela e a parede externa existe uma região com vácuo. Como se explica o fato que a temperatura de um fluido no interior da garrafa mantém-se quase que inalterada durante um longo período de tempo? a) A temperatura só permanecerá inalterada, se o líquido estiver com uma baixa temperatura. b) As faces espelhadas da parede interna impedem totalmente a propagação do calor por condução. c) Como a parede interna é duplamente espelhada, ela reflete o calor que chega por irradiação, e a região de vácuo evita a propagação do calor através da condução e convecção. d) Devido à existência de vácuo entre as paredes, o líquido não perde calor para o ambiente através de radiação eletromagnética. e) Qualquer material plástico é um isolante térmico perfeito, impedindo, portanto, toda e qualquer propagação de calor através dele. 5

6 19. (Unitau 95) Indique a alternativa que associa corretamente o tipo predominante de transferência de calor que ocorre nos fenômenos, na seguinte seqüência: - Aquecimento de uma barra de ferro quando sua extremidade é colocada numa chama acesa. - Aquecimento o corpo humano quando exposto ao sol. - Vento que sopra da terra para o mar durante a noite. a) convecção - condução - radiação. b) convecção - radiação - condução. c) condução - convecção - radiação. d) condução - radiação - convecção. e) radiação - condução - convecção. 20. (Unitau 95) Sabe-se que o calor específico da água é maior que o calor específico da terra e de seus constituintes (rocha, areia, etc.). Em face disso, pode-se afirmar que, nas regiões limítrofes entre a terra e o mar: a) durante o dia, há vento soprando do mar para a terra e, à noite, o vento sopra no sentido oposto. b) o vento sempre sopra sentido terra-mar. c) durante o dia, o vento sopra da terra para o mar e, à noite o vento sopra da mar para a terra. d) o vento sempre sopra do mar para a terra. e) não há vento algum entre a terra e o mar. 6

7 GABARITO 1. a) 90 kcal b) 10 g 2. a) Observe a figura a seguir. 6. [A] 7. [D] 8. [D] 9. [E] 10. [D] 11. [D] 12. [C] 13. [B] 14. [D] 15. [B] b) 12 cal/s 3. a) 5,0 b) 6,0. 10 cal 4. a) 5,3. 10 J b) 5, s 5. a) 50 litros b) 2,5.10 s 16. [C] 17. [B] 18. [C] 19. [D] 20. [A] 7