Aluno(a): Nº. Professor: Fabrízio Gentil Série: 2 o ano Disciplina: Física - Calorimetria Mudanças de fase. Pré Universitário Uni-Anhanguera

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1 Lista de Exercícios Pré Universitário Uni-Anhanguera Aluno(a): Nº. Professor: Fabrízio Gentil Série: 2 o ano Disciplina: Física - Calorimetria Mudanças de fase 01 - (FPS PE) Uma barra de gelo com massa igual a 5 Kg está a uma temperatura igual a 0º C. Considere que o calor latente de fusão do gelo vale L F = J/Kg. A quantidade de calor necessária para derreter completamente a barra de gelo será de aproximadamente: a) 3, Joules b) 1, Joules c) 2, Joules d) 1, Joules e) 5, Joules 02 - (UFPR) O gráfico abaixo, obtido experimentalmente, mostra a curva de aquecimento que relaciona a temperatura de uma certa massa de um líquido em função da quantidade de calor a ele fornecido. Sabemos que, por meio de gráficos desse tipo, é possível obter os valores do calor específico e do calor latente das substâncias estudadas. Assinale a alternativa que fornece corretamente o intervalo em que se pode obter o valor do calor latente de vaporização desse líquido. a) AB. b) BD. c) DE. d) CD. e) EF (UECE) 1

2 O gráfico abaixo ilustra a temperatura de certa quantidade de água em função da energia fornecida. Considerando o calor específico do gelo 2090 J/(kg ºC) e 3, J/kg seu calor latente de fusão, a massa de água gerada após fundir todo o gelo é, aproximadamente, a) 159 kg. b) 1 kg. c) 159 g. d) 1 g (MACK SP) 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 Q 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 05 - (UERJ) Em um reator nuclear, a energia liberada na fissão de 1 g de urânio é utilizada para evaporar a quantidade de 3,6 x 10 4 kg de água a 227 o C e sob 30 atm, necessária para movimentar uma turbina geradora de energia elétrica. Admita que o vapor d água apresenta comportamento de gás ideal. O volume de vapor d água, em litros, gerado a partir da fissão de 1 g de urânio, corresponde a: 2

3 a) 1,32 x 10 5 b) 2,67 x 10 6 c) 3,24 x 10 7 d) 7,42 x (UFG GO) Em um dia ensolarado, uma criança brinca com uma lupa de diâmetro de 10 cm e resolve derreter uma pequena pedra de gelo de massa 1g, focalizando a luz solar. Considere que a pedra de gelo está inicialmente a uma temperatura de -14 ºC, que o valor da irradiação solar incidente é de 420 W/m 2 e que o gelo absorve 80% dessa energia. Dados: 1 cal 4,2 J Calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g Calor específico do gelo: 0,50 cal/g ºC 3 Considerando os dados apresentados, calcule: a) a quantidade de energia em calorias para derreter completamente a pedra de gelo; b) o tempo, em segundos, que a criança irá esperar até a pedra de gelo derreter-se completamente, sendo, nesse caso, desprezado o calor do meio ambiente (UNESP) Os compostos orgânicos possuem interações fracas e tendem a apresentar temperaturas de ebulição e fusão menores do que as dos compostos inorgânicos. A tabela apresenta dados sobre as temperaturas de ebulição e fusão de alguns hidrocarbonetos. Substância metano propano eteno propino TE( C) TF( C) Na temperatura de -114 C é correto afirmar que os estados físicos em que se encontram os compostos, metano, propano, eteno e propino, são, respectivamente, a) sólido, gasoso, gasoso e líquido. b) líquido, sólido, líquido e sólido. c) líquido, gasoso, sólido e líquido. d) gasoso, líquido, sólido e gasoso. e) gasoso, líquido, líquido e sólido (IFPE) Uma amostra de determinada substância com massa 30g encontra-se inicialmente no estado liquido, a 60 C. Está representada pelo gráfico ao lado a temperatura dessa substância em função da quantidade de calor por ela cedida. Analisando esse gráfico, é correto afirmar que 3

4 a) a temperatura de solidificação da substância é 10 C. b) o calor específico latente de solidificação é 1,0 cal/g. c) o calor específico sensível no estado líquido é 1/3 cal/gºc. d) o calor específico sensível no estado sólido é 1/45 cal/gºc. e) ao passar do estado líquido a 60ºC para o sólido a 10 C a substância perdeu 180 cal (UEMA) Em uma torneira, a temperatura da água era de 27ºC. Um aluno de Física construiu um aquecedor solar, obtendo nessa torneira uma temperatura da água de 70ºC. Para ferver 2kg de água o ganho de energia térmica em joule será de: Considere 1cal = 4,19J a) 8,6x10 5 b) 3,6x10 5 c) 8,6x10 6 d) 3,6x10 4 e) 3,6x (FMJ SP) Para que a prata pura possa ser vendida em quantidades diferentes, ela é derretida, é jogada em água. Como resultado, solidificam-se filetes e gotas de diversos tamanhos, facilitando a pesagem, que é feita tal qual se faz na venda de cereais a granel. Quando 100 g de prata passam por esse processo, a quantidade de água que a esfria atinge a temperatura de 62 ºC que, no caso, é a temperatura do equilíbrio térmico. Se a prata que foi jogada na água encontrava-se completamente líquida e em seu ponto de fusão, admitindo que todo o calor perdido pela prata é absorvido pela água, o valor absoluto da quantidade de calor transferida pela prata para a água é, em joules, aproximadamente, Dados: calor específico da prata no estado sólido = 230 J/(kg ºC) calor latente de fusão da prata = J/kg ponto de fusão da prata = 962 ºC a) b) c) d) e) (UNISA SP) Luísa, uma garota muito esperta e prestativa, tem, entre suas tarefas em casa, encher as forminhas de gelo com água e colocá-las no congelador. Em determinado dia, a menina usou 250 g de água, à temperatura de 20 ºC para congelar. Seu congelador utiliza potência constante 4

5 de 5,0 cal/s para formar o gelo, cujo calor latente de solidificação é igual a 80 cal/g. Sendo o calor específico da água igual a 1,0 cal/g.ºc, para encontrar a água colocada totalmente convertida em gelo, Luísa deverá abrir o congelador em, no mínimo, a) s. b) s. c) s. d) s. e) s (UCS RS) Durante a formação da Terra, a atmosfera era muito quente e toda a (I) existente estava na fase (II). O ciclo (III) iniciou-se pelo processo de (IV), devido à diminuição de temperatura no planeta, o que possibilitou que a (I) passasse para o estado (V). Esses processos foram essenciais para que muitas espécies pudessem se desenvolver no planeta. Assinale a alternativa que preenche correta e respectivamente as lacunas acima. a) b) c) d) e) I água amônia água amônia glicose II gasosa líquida líquida gasosa sólida III hidrológico do nitrogênio geoquímico hidrológico do carbono IV condensação evaporação solidificação evaporação fusão V líquido gasoso sólido líquido gasoso 13 - (UECE) Considerando que os calores específico e latente de vaporização da água são respectivamente c = 4190 J/kg.K e L = 2256 kj/kg, a energia mínima necessária para vaporizar 0,5 kg de água que se encontra a 30ºC, em kj, e aproximadamente: a) 645 b) 1275 c) 1940 d) (UNIMONTES MG) O calor latente de vaporização da água é 540 cal/g. Para vaporizar uma massa m de água ao nível do mar e à temperatura de 373,15 K, necessitamos de J de calor latente. A massa da água, em gramas, é igual a Dado: 1 cal = 4,18 Joules a) 15. b) 20. c) 45. d) (PUC SP) Um cubo de gelo de massa 100g e temperatura inicial -10ºC é colocado no interior de um microondas. Após 5 minutos de funcionamento, restava apenas vapor d' água. Considerando que toda a energia foi totalmente absorvida pela massa de gelo (desconsidere qualquer tipo de perda) e que o fornecimento de energia foi constante, determine a potência utilizada, em W. 5

6 São dados: Pressão local = 1atm Calor especifico do gelo = 0,5cal g -1 ºC -1 Calor especifico da água líquida = 1,0cal g -1 ºC -1 Calor latente de fusão da água = 80cal g -1 Calor de vaporização da água = 540cal g -1 1 cal = 4,2J a) 1008 b) 896 c) 1015 d) 903 e) (PUCCAMP SP) Um forno aquecido a carvão atinge a temperatura. Uma peça de aço de massa 400 g é retirada do forno a essa temperatura e introduzida, juntamente com 40 g de gelo a 20 ºC, em um calorímetro de cobre de capacidade térmica 40 cal/ºc que está à temperatura de 20 ºC. O equilíbrio térmico é estabelecido a 80 ºC. Nestas condições, a temperatura do forno, em ºC vale Dados: Calor específico da água = 1,0 cal/g ºC Calor específico do gelo = 0,50 cal/g ºC Calor específico do aço = 0,10 cal/g ºC Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g a) 270 b) 290 c) 310 d) 330 e) (UFT TO) Considere que os calores específicos do gelo e da água são constantes e valem 2, J/(kg K) e 4, J/(kg K) respectivamente. O calor latente de fusão e o calor latente de vaporização da água são 333, J/kg e J/kg respectivamente. Baseado nestas informações, pode-se dizer que o valor que melhor representa a quantidade mínima de calor necessária para transformar 10g de gelo a zero C, sujeito a uma pressão de 1atm, em vapor é de: a) 22, J b) 52, J c) 42, J d) 30, J 6

7 e) 35, J 18 - (UDESC) Coloca-se 1,50 kg de gelo, à temperatura de 0 ºC, no interior de um forno de micro-ondas de potência 1,0 kw. O tempo de funcionamento a que se deve programar o forno de micro-ondas para que toda a energia fornecida seja absorvida pelo gelo apenas para fundi-lo é: a) 5,0 min b) 3,0 min c) 1,5 min d) 8,0 min e) 10 min 19 - (UEFS BA) O diagrama mostra a variação de temperatura de certa massa de uma substância em função do calor transferido. Sabendo-se que o calor de fusão dessa substância é 50cal/g e que, a 0º,C, ela se encontra no estado sólido, é correto afirmar: a) A substância absorveu 1500,0cal para sofrer fusão total. b) A temperatura de ebulição da substância é menor que 40ºC. c) A massa da substância é igual a 40,0g. d) O calor de vaporização dessa substância é 60,0cal/g e) A uma temperatura de 25ºC, a substância encontra-se no estado sólido (PUC RJ) Um cubo de gelo dentro de um copo com água resfria o seu conteúdo. Se o cubo tem 10 g e o copo com água tem 200 ml e suas respectivas temperaturas iniciais são 0 Cº e 24 Cº, quantos cubos de gelo devem ser colocados para baixar a temperatura da água para 20 Cº? (Considere que o calor específico da água é c a = 1,0 cal/(g Cº), o calor latente de fusão do gelo L = 80 cal/g, e = 1 g/ml) a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) (PUC RJ) 7

8 Uma quantidade de água líquida de massa m = 200 g, a uma temperatura de 30 ºC, é colocada em uma calorímetro junto a 150 g de gelo a 0 ºC. Após atingir o equilíbrio, dado que o calor específico da água é c a = 1,0 cal/(g ºC) e o calor latente de fusão do gelo é L = 80 cal/g, calcule a temperatura final da mistura gelo + água. a) 10 ºC b) 15 ºC c) 0 ºC d) 30 ºC e) 60 ºC GABARITO: 1) Gab: D 2) Gab: C 3) Gab: D 4) Gab: B 5) Gab: B 6) Gab: a) Q = 87 cal b) t = 145 s 7) Gab: E 8) Gab: B 9) Gab: B 10) Gab: E 11) Gab: E 12) Gab: A 13) Gab: B 14) Gab: A 15) Gab: C 16) Gab: C 17) Gab: D 18) Gab: D 8

9 19) Gab: C 20) Gab: A 21) Gab: C 9