Resoluções das Atividades

Resoluções das Atividades Sumário Aula 6 Dilatação térmica Aprofundamento...1 Aula 7 Calorimetria e mudanças de fase Calor sensível e calor latente... Aula 8 Calorimetria Lei geral das trocas de calor...4 Aula 9 Calorimetria Aprofundamento...6 Aula 10 Estados físicos da matéria...7 01 E 0 A Aula 6 Dilatação térmica Aprofundamento Da expressão da dilatação linear, temos: L = L o α T,4,00 =,00 α (0 0) α = 6 10 4 o C 1 Com as garrafas fechadas, podemos entender que as massas das substâncias permanecem constantes. Nessas condições, a densidade e o volume são inversamente proporcionais. O gráico mostra que a densidade da substância na garrafa A diminui quando sua temperatura diminui de 4 ºC a 0 ºC. Portanto, com o aumento do volume, essa garrafa irá quebrar. O outro gráico mostra o contrário sobre o comportamento da substância na garrafa. Logo, a garrafa não quebra. 01 (F) Do estudo da dilatação, sabemos que: L = L o (1 + α θ). Assim sendo, teremos: L L A = L o (1 + α θ) L o (1 + α A θ) = L o (α α A ) (θ θ o ) (F) Pela igura, ao ter sido aquecida, a lâmina se curvou para o lado esquerdo (lado de A), em virtude de a lâmina ter se dilatado mais que a A. Logo, α > α A. (F) Quando é atingida a temperatura θ o, a lâmina volta a entrar em contato com o terminal elétrico, religando o circuito, já que nessa temperatura a lâmina volta para sua coniguração original. Nesse caso, houve uma contração térmica. A diminuição do volume da gasolina pode ser calculada pela seguinte expressão: V = V o g T V = 4.000 1 10 3 (15 35) V = 80 litros (o sinal apenas indica diminuição do volume). 03 A 04 A Como o tanque não se dilatou e já estava cheio (no início), concluímos que o volume extravasado será a própria variação de volume da gasolina, ou seja: V = V 0 g T V = V 0 1,1 10 3 (30 10) V = 0,0 V 0 Como para encher o tanque (V 0 ), João gastou 33 reais, conclui-se que o prejuízo P foi de: P = 0,0 33 = R$ 0,73 (V) Quando uma corrente elétrica passa pela lâmina, ocorre efeito Joule. Com a dissipação de calor que ocorre por esse efeito, a lâmina começa a se aquecer. (F) Em uma lâmina bimetálica, quando há aquecimento, a lâmina se curva para o lado da lâmina que tiver menor coeiciente de dilatação linear. Quando a lâmina é resfriada, ela se curva para o lado que tiver maior coeiciente de dilatação linear, no caso, para a direita (lado de ). 0 E 03 C 04 E Como ambos os quadrados são feitos de cobre, apresentam as mesmas dimensões e são submetidos à mesma variação de temperatura, teremos o mesmo aumento de área para os dois. Logo, suas áreas inais serão iguais entre si. Já que tanto o parafuso quanto a porca serão aquecidos, ambos se dilatarão. Para que a porca consiga ser facilmente desatarraxada, é necessário que seu coeiciente seja alto (como o do chumbo, por exemplo) e o do parafuso seja baixo (como o da platina, por exemplo). Cada barra irá de forma independente se dilatando, de modo que o comprimento inal será dado por: Pré-Universitário 1

05 D 06 C L f = L Fe + L Al = L O (1 + α Fe θ) + L O (1 + α A θ) L f = 1 [1 + 1 10 6 (30 0)] + 1 [1 + 10 6 (30 0)] L f =,010 m L = L 0 α θ Como: L 0 = 10 m = 10.000 mm Temos: L = 10.000 1,1 10 5 (50 10) L = 4,4 mm A substância termométrica precisa ter um comportamento linear em relação às variações de temperatura. O mercúrio, por exemplo, tem seu volume aumentado quando a temperatura cresce de 1 ºC a 40 ºC. A água tem comportamento anômalo nesse caso de 1 ºC a 4 ºC, contraindo- -se ao invés de dilatar-se. 07 a) (F) A base e os lados não podem dilatar igualmente, pois, apesar de feitos de mesmo material, têm comprimentos diferentes. b) (V) Sendo L = L 0 (1 + α ), vemos que, apesar de a base e os lados não dilatarem na mesma quantidade, dilatam na mesma proporção (1 + α ). Isso signiica que o triângulo dilatado é proporcional ao original (semelhante). c) (F) Após a dilatação, a área aumentará certamente. d) (F) Mesmo com a variação das medidas dos seus lados e de sua base, o triângulo retângulo permanece com seus ângulos constantes. 08 C 09 10 C Como a dilatação térmica da garrafa está sendo desconsiderada, só será necessário analisar a dilatação do líquido. Assim sendo, teremos: V = V O g θ 3% V O = V O 6 10 4 θ θ = 50 ºC Se o coeiciente de dilatação do alumínio é maior que o do ferro, então, em um aquecimento, o alumínio dilata mais. Assim, podemos airmar que, nas situações ilustradas, o disco de ferro se solta do anel de alumínio (afrouxamento), mas o disco de alumínio não se solta do anel de ferro, pelo contrário, icam ainda mais presos. De acordo com o gráico, entre 0 ºC e 4 ºC, a água sofre uma anomalia devido às suas ligações intermoleculares (tipo pontes de H ). A maior parte dos líquidos diminui de volume ao diminuir a temperatura; em relação à água, o volume aumenta (abaixo de 4 ºC). 01 C 0 C 03 C 04 C Volume específico (cm 3 /g) 1,0000 1,00010 1,00000 0 4 6 8 Temperatura ( o C) Portanto, se interpretarmos o gráico, o volume, a 4 ºC, estima-se em 1,0000 cm 3, e, a 0 ºC, estima-se em 1,00015 cm 3. v = 0,00013 cm 3, aumenta ou diminui em menos de 0,04% dependendo da ocorrência de aquecimento ou resfriamento. Aula 7 Calorimetria e mudanças de fase Calor sensível e calor latente Q = 0,6 m c θ = 0,6 500 1 0 = 6.000 cal O calor especíico está relacionado com a energia absorvida por um grama da substância para variar 1 C; portanto, material de baixo calor especíico absorve mais rapidamente energia, aquecendo também mais rapidamente. A capacidade térmica relaciona-se com a razão entre o calor e a variação de temperatura, por isso, material de alta capacidade térmica possui baixa variação de temperatura (com o mesmo calor incidente). Dados: L =,5 10 3 J/g; P = 300 W; = 10 min = 600 s; A quantidade de calor liberada pelo fogão é: Q = P = m L m = P t 300 600 = M= 80 g 3 L 510, Dados: θ O = 0 ºC; θ = 40 ºC; Z = 10 L/min; ρ = 1 kg/l; 1 cal = 4, J; c = 1 cal/g ºC c = 4, J/g ºC. A massa de água que passa pelo chuveiro a cada minuto é igual a: m ρ= m= ρ V = 110 ( ) m= 10kg= 10. 000 g V A quantidade de calor absorvida por essa massa de água vale: ( )= ( )( ) Q = mc θ θ 10. 000 4, 40 0 840. 000 J O Como essa quantidade de calor é trocada a cada minuto (60 s), vem: Q 840. 000 P = = P= 14. 000 W P= 14 kw t 60 10 Pré-Universitário

01 A 0 C 03 04 Calculemos, inicialmente, a quantidade de energia utilizada na evaporação do suor do cozinheiro: Q = m L Q =.000 30 = 6,4 10 5 J Logo, se essa energia fosse fornecida a uma lâmpada de 100 W, ela ficaria acesa por: Q P = 100 = 6,4 105 = 6.400 s 1,8 h (pouco menos de horas Dados: P=100 W; m = 60 kg; c = 4, 10 3 J/kg ºC; θ = 5 ºC. Da expressão de potência: 3 Q Q mc θ 60 410, 5 P = = = = = 1. 600s P P 100 1. 600 = h = 35, h 3. 600 Seja Q água = m água c água T água e Q óleo = m óleo c óleo T óleo (Q é a quantidade de calor, m é a massa, c é o calor especíico e T é a variação de temperatura), em que Q água = Q óleo (...em intervalos de tempo iguais, cada uma das massas recebeu a mesma quantidade de calor. ) e m água = m óleo ( Massas iguais de água e óleo... ). Daí, se conclui que c água T água = c óleo T óleo. Disso, pode-se entender que T óleo > T água, visto que os produtos c T são iguais e c água > c óleo (...sabendo que o calor especíico da água é maior que o do óleo. ). Observando o gráico, para t = 4 minutos, por exemplo, em que os valores de temperatura podem ser lidos com exatidão vemos que a reta I corresponde ao óleo e a reta II, à água. Cá gua Conclusão: c água 0 C = c óleo 10 C = C Dados apresentados no enunciado: m X = 4m y ; C X = C y A relação entre a capacidade térmica de um corpo e sua massa é dada por: C = m c, em que c corresponde ao calor especíico sensível. Assim sendo, temos: m X c X = m y c y 4m y c x = m y c y c X = c y c c 05 E X y = 1 óleo 1 o Durante a fusão do gelo, a temperatura permanece constante, o que garante um patamar no gráico da temperatura em função do tempo de aquecimento. Isso exclui as alternativas e C. 06 E 07 A 08 o Se o calor especíico indica quanto calor uma certa massa de substância precisa receber para variar em um grau sua temperatura, então podemos airmar que a água precisa de duas vezes mais energia que a mesma massa de gelo para variar sua temperatura, visto que seu calor especíico é o dobro do calor especíico do gelo ( Sabe-se que o calor especíico do gelo vale aproximadamente metade do calor especíico da água ). Dados: d = 0,9 kg/l; c = 0,5 cal/g C; V = 4 L; = 1 min; η = 80% = 0,8; T = (00 0) = 180 C Da expressão da densidade: d = m V m = d V = 0,9 (4) = 3,6 kg = 3.600 g Da expressão do calor sensível: Q = m c T Q = 3.600 (0,5) (180) = 34.000 cal O luxo de energia útil é: φ U = Q t = 34. 000 1 = 7. 000 cal/min = 1.60.000 cal/h = =1.60 kcal/h Considerando o rendimento de 80%, temos: η φ U 1. 60 1. 60 = 08, = = φt = φt = φ φ 08, T =, 05 kcal/ h. 000 kcal/ h T Como as duas amostras são do mesmo material, elas apresentam o mesmo calor especíico: c X = c Y = c. Sendo Q X e Q Y as quantidades de calor absorvidas pelas amostras X e Y, respectivamente: Q Q X Y = CX θ Q > Q C > C = C θ Y X Y X Y CX = mxc C m c C > C m > m Y = Y X Y X Y A energia potencial transforma-se em calor. mgh mgh= Mc θ θ= Mc 09 C Dados: Massa de água m = 1 kg; variação de temperatura T = 80 30 = 50 C; Tensão elétrica U = 100 V; calor especíico da água c = 4, 10 3 J/kg C e intervalo de tempo = 10 min = 600 s I. (V) a = m c Q Q = 1 4, 10 3 50 Q =,1 10 5 J Pré-Universitário 3

10 C 01 C 0 E 03 A 5 Q II. (F) P = P T = 110, s J P = 350 600 W III. (V) P U 100 1 = R= R= 8, 6Ω R =, 86 10 Ω R 350 Energia captada pelo purê e pelo prato = 80% da energia produzida pelo forno (m c T) purê + (C T) prato = 0,8 Energia = 0,8 (Potência Tempo) (m c T) purê + (C T) prato = 0,8 P 1.000 1,8 4,18 (50 0) + 0 4,18 (50 0) = 0,8 1.00 5.70 +.508 = 960 8.8 = 960 = 8.8 = 37,7375 s = 3,96 min 960 Aula 8 Calorimetria Lei geral das trocas de calor V café = 50 ml; V leite = 100 ml; V adoçante = ml; c café = 1 cal/g ºC; c leite = 0,9 cal/g ºC; c adoçante = cal/g ºC. Considerando o sistema termicamente isolado, vem: Q café + Q leite + Q adoçante = 0 (mc θ) café + (mc θ) leite + (mc θ) adoçante = 0 Como as densidades (ρ) dos três líquidos são iguais, e a massa é o produto da densidade pelo volume (m = ρ V), temos: ( ρvc θ) + ( ρvc θ) + ( ρvc θ) = 0 café leite adoçante 50()( 1 θ 80) + 100( 09, )( θ 50) + ( )( θ 0) = 0 50θ 4. 000 + 90θ 4. 500 + 4θ 80 = 0 8. 580 144θ = 8. 580 θ= θ= 59, 6 o C 144 Portanto, a temperatura de equilíbrio está entre 55 C e 64,9 C. O somatório dos calores trocados é nulo. Q 1 + Q = 0 m 1 c T 1 + m c T = 0 00(80 5) + m (80 100) = 0 0 m = 11.000 m = 550 g Pela lei geral das trocas de calor, temos: ΣQ = 0 Q quente = Q fria = 0 m quente c água θ quente + m fria c água θ fria = 0 80 c água (30 0) + m quente c água (30 70) = 0 04 D 01 D 0 E 03 04 C m quente = 0 kg ( 0 litros) 8 litros 1 min 0 litros =,5 min Sendo o luxo constante, a massa m de leite frio (5 ºC) que entra em A é igual à que sai em c (a 0 ºC). Assim, usando a equação das trocas de calor, temos: Q cedido +Q recebido = 0 (m c θ) frio = (m c θ) quente = 0 m c (θ - 5) + m c (0 80) = 0 θ - 5 60 = 0 θ = 65 ºC Dados: m 1 = 100 g = 0,1 kg; c 1 = 910 J/kg C; T 1 = 10 C; T = 80 C; m = 00 g = 0, kg; c = 1 cal/g C = 4.00 J/kg C. O sistema é termicamente isolado. Então: Q caneca + Q chá = 0 m 1 c 1 (T T 1 ) + m c (T T ) = 0 0,1(910)(T 10) + 0,(4.00) (T 80) 91T 910 + 840T 67.00 931T = 68.110 T 73,16 C ΣQ = 0 mc θ1+ mc θ Qcedido = 0 150 1 ( 16 5)+ 150 116 ( 31) Q = 0 cedido cedido cedido 1. 650. 50 Q = 0 Q = 600 cal= 610 cal Dados: C xícara = 10 cal/ C; m café = 10 g; m gelo = 10 g; L gelo = 10 cal/g; c água = 1 cal/g C. O calor liberado pelo café e pela xícara deve derreter o gelo e esquentar a água do gelo até a temperatura de equilíbrio. Sendo um sistema termicamente isolado, temos: Q + Q + Q + Q = 0 xcara í café fusão água Cxcara í ( T 100) + mcaf écágua( T 100) + mgelolfus ão + mgelocá gua( T 0) = 0 30 ( T 100)+ 10 1 ( T 100) + 10 ( 80) + 10 1 ( T) = 0 3T 300 + 1T 100. + 80 + T = 0 16T = 1. 40 T= 88, 75 C Da lei geral das trocas de calor: m fria c T fria + m quente c T quente = 0, ou seja, 4 1 (T 0) + 1 (T 80) = 0. Daí, T = 40 C. 4 Pré-Universitário

05 E 06 07 Dados: T 0A = 300 K; T A = 360 K; T 0 = 300 K; T = 30 K; T 0e = 400 K. Ainda: m é a massa de cada líquido e C é a capacidade térmica de cada esférica metálica. Como se trata de sistema termicamente isolado, (os calorímetros são ideais) o somatório dos calores trocados é nulo. Para a mistura do líquido A com a primeira esfera: Q A + Q e1 = 0 m c A (T A T 0A ) + C (T A T 0e ) m c A (360 300) + C (360 400) = 0 60m c A 40 C = 0 3m c A = C (equação 1) Para a mistura do líquido com a segunda esfera: Q + Q e = 0 m c (T T 0 ) + C (T T 0e ) m c (30 300) + C(30 400) = 0 0 m c 80C = 0 m c = 4C. (equação ) Dividindo membro a membro as equações 1 e, temos: 3mcA C 3cA 1 ca 1 = = = mc 4C c c 6 Dados: m A = m ; c A = C ; T A = 3T. Como o sistema é termicamente isolado, o somatório dos calores trocados entre os dois corpos é nulo: Q + Q = 0 mc T + m c T = 0 A A A A ( ) + ( ) + m c T 3T mc T T T 3T T T = 0 T = 4T T = T Dados: V = L; P = 40 W; c = 1 cal/g C = 4, J/g C; L = 540 cal/g =.68 J/g; d = 1 kg/l; T = (100 0) = 80 C A massa de água usada é: d = M M= d V = 1 ( ) M = kg =.000 g V Calculando a quantidade de calor necessária para que 0% da massa (0, M) de água seja vaporizada: Q = Q sensível + Q latente Q = M c T + (0, M) L Q =.000 (4,) (80) + (0,.000).68 = 67.00 + 907.00 Q = 1.579.00 J A potência útil é 0% da potência total: P útil = 0,8P = 0,8 (40) P útil = 336 W. Aplicando a deinição de potência: P útil Q Q 1. 579. 00 = = = = 4.700 s P 336 útil = 1 h, 18 min e 0 s 08 C Dados: A = 40 50 =.000 cm = 0, m área de captação. V = 300 ml = 300 cm 3 volume de água. θ 0 = 5 C temperatura inicial da água. θ = 100 C temperatura de ebulição da água. I S = 1 kw/m Intensidade solar local. c = 4 J/g C calor especíico sensível da água. L ev =.00 J/g calor especíico latente de evaporação da água. d = 1 g/cm 3 densidade da água. A massa de água é: m = d V = 1 (300) = 300 g. E 09 C 10 A Para evaporar 1 energia é: 3 dessa massa de água, a quantidade de m 300 L E 4 4. 00 10 J 3 3 = = ( ) = ev ev ev A quantidade de energia necessária até água ser evaporada é: E total = E + E ev = (9 + ) 10 4 = 31 10 4 J da massa de Calculando o tempo gasto até o momento considerado: P E T E total total 31 10 = = = T P 00 4 T= 1. 550 s 6 min Em um minuto: circulam 18 litros de água na serpentina 18 kg = 18.000 g; T 0 = 0 ºC; T = 40 ºC. Q = m c T = 18.000 1 (40 0) = 360.000 cal No mesmo minuto: 1 litros de água a ser resfriada: 1 kg = 1.000 g; T 0 = 85 ºC; T =? Q = m c T 360.000 = 1.000 1 (T 85) 30 = T 85 T = 85 30 = 55 ºC Dados: m cubo = 10 g; L gelo = 80 cal/g; m ág = 00 g; T 0 = 4 C; T = 0 C; c água = 1 cal/g C. Módulo da quantidade de calor liberada pela água para o resfriamento desejado: Q água = m água c água T = 00 1 0 4 = 800 cal Quantidade de calor necessária para fundir um cubo de gelo: Q cubo = m cubo L gelo = 10 (80) = 800 cal Como Q água = Q cubo, concluímos que basta um cubo de gelo para provocar o resfriamento desejado da água. 1 3 Pré-Universitário 5

01 0 03 E 04 D Aula 9 Dados: m = 7 g; T 0 = 5 C; T = 660 C; c = 0,9 J g 1 C 1 ; Q fusão = 10,7 kj = 10.700 J. Para reciclar o metal, é necessário aquecê-lo até a temperatura de fusão e depois fundi-lo. Q total = Q sensivel + Q fusão = mc T + Q fusão Q total = 7 (0,9) (660 5) + 10.700 Q total = 15.430,5 + 10.700 = 6.130,5 J Q total = 6,1 kj O texto indica que a pressão atmosférica é 60 cm Hg e a tabela mostra que a altitude é.000 m, no qual a água ferve a 93 C. Logo, para aquecer a água dos 10 C de temperatura ambiente até estes 93 C quando começa a fervura, são necessárias 16.600 cal. Q = m c T = 00 g 1 cal g 1 C 1 [93 10] C = 16.600 cal. Sabendo que isso corresponde a apenas 50% da energia fornecida podemos deduzir que o fogão forneceu, então, durante o aquecimento, 33.00 cal ( 16.600 cal). Ora, se o fornecimento é na razão de 00 cal/s, o tempo total para essa quantidade de energia foi de 166 s. Dos fatores citados nas alternativas, o único que não está relacionado com a formação da ilha de calor na capital potiguar é a concentração de bairros populares na periferia, pois estes se caracterizam pela horizontalidade ou por pequenas verticalizações, ou seja, neles predominam as casas e pequenas ediicações, não os arranha-céus, que barram os ventos. Dados: T = 50 C; η = 0%; m = 100 kg; I = 650 W/m ; c = 4.190 J/kg C; = 8 h = 8.800 s. Entendendo que a água deva ser aquecida em um prazo de 4 h, o tempo útil para aquecê-la é de 8 h. A quantidade de calor necessária para esse aquecimento é: Q = m c T = 100 (4.190) (50) Q = 0.950.000 J A intensidade de radiação útil (I u ) é: I u = η I = 0, (650) = 130 W/m A intensidade útil de radiação é a razão entre a potência (P) e a área (A) de capitação. Por sua vez, a potência é a razão entre a energia absorvida (calor: Q) e o tempo () de exposição. Em equações: I u = P A e P = Q t. Calorimetria Aprofundamento 01 0 C 03 A 04 D 05 E 06 E Combinando essas expressões: Q I u = A A = Q Iu t = 0. 950. 000 A = 5,6 m ( 130) ( 8. 800) Q = m c T =.500 1 (35 1) Q =.500 14 = 35.000 cal = 35 kcal O calor especíico da areia é menor do que o da água. A areia, então, sofre mudanças de temperatura (seja para mais ou para menos) com mais facilidade que a água. Dessa forma, durante o dia, a areia se encontra mais quente que a água e, durante a noite, a areia ica fria e a água, morna. Calculemos a massa de água que lui em 1 s: m = d V = 1.175 10 6 = 175 10 6 kg Da deinição de potência e de calor sensível, podemos escrever: Q P = = mc θ t 1,6 10 9 W = (175 10 6 kg) (4, 10 3 J/kg ºC) θ/(1s) θ = 0,017 ºC ~ 10 ºC Dados: PT = 0,5 W; η = 50%; m = 100 g; c = 4,J/ g C. Quantidade de calor necessária para aquecer a massa de água de 1 C: Q = m c Q = 100 (4,) (1) Q = 40 J Potência útil: Pu = η PT = 0,5 (0,5) = 0,5 W. Q Q 40 Pu = = = = 1. 680 s = 8 min P 05, u Calculemos a quantidade total de calor que a água deve ceder ao congelador até o inal do referido congelamento: Q = m c θ + m L Q = 50 1 (0 0) + 50 ( 80) = 5.000 cal Logo, o tempo necessário será de: P = Q 5 000 5 =. = 5.000 s Dados: P = 1 W; m = kg; c = 3,6 J/(g C) = 3.600 J/(kg C); = 9 min = 540 s. A quantidade de calor absorvida é: Q = P. Combinando com a equação do calor sensível: P = m c T T = P t 1 540 3 = = mc 3600. 40 T = 0,075 C 6 Pré-Universitário

07 C m = d V = d A h = 70 1 10 10 = 7 kg = 7.000 g. Apesar de a neve evaporar, a quantidade de energia envolvida neste processo é o mesmo utilizado caso tivéssemos derretido a neve, esquentado (até 10 C) e vaporizado a água proveniente da neve. Assim sendo: 08 E Q T = m L F + m c θ + m L V Q T = 7.000 80 + 7.000 1 10 + 7.000 600 Q T = 7.000 (690) Q T = 4.830.000 cal Q T = 4,83 10 6 cal Sendo M a massa de lenha que sofrerá combustão, teremos: M L C = Q T M 5.130 = 4.830.000 M 94 g 09 D O calor para o aquecimento da água é gerado a partir da energia elétrica. Sendo P = U a potência elétrica, em que U R é a tensão elétrica e R é a resistência. Além disso, P = Q t, em que Q é a quantidade de calor gerada e é o intervalo de tempo. Trabalhando com o tempo de 1 minuto, para o qual sabemos que a massa de água é 3 kg (3 litros de água por minuto), teremos: U = Q R t, 00 V 10 Ω = Q, ou seja, 60 s Q = 40.000 J. Finalmente, sendo Q = m c T, em que m é a massa de água, c é o calor especíico da água e T é a variação de temperatura da água (a diferença entre a temperatura de saída e a temperatura de entrada), teremos: 40.000 J = 3 kg 4 10 3 J kg 1 C 1 (T 0 C), ou seja, T = 40 C. 01 C 0 D Utilizando uma regra de três simples, temos: Área Potência (6 x) ---------------- 93.333 W 1 m ---------------- 800 4.800x = 93.333 x = 19,44 m Aula 10 Estados físicos da matéria Ao passar pelos poros do barro, a água se encontra com a superfície externa da moringa e sofre evaporação. Nesse processo, as gotículas de água esfriam por perderem suas moléculas de maior energia cinética, que absorvem calor das paredes da moringa e também da água que resta em seu interior. Consequentemente, o conjunto acaba por atingir uma temperatura menor que a do ambiente. A evaporação da água, faz com que o vapor d água em suspensão se acumule ao redor da colcha, porém, serão arrastadas pelo vento, não retornando a ele, que após algum tempo secará. Essas moléculas que escapam são as que têm as maiores velocidades; portanto restam na colcha úmida as de menores velocidades, o que caracteriza uma menor temperatura. 10 A Dados: C água = 1 cal g 1 ºC = 4.00 J kg 1 ºC 1 m água = 1 t = 1.000 kg. T = 100 0 T = 80 C Quantidade de calor necessária: Q = m água = C água T Q = 1.000 4.00 80 Q = 336 10 6 J Utilizando o conceito de potência, temos: 6 6 Q 336 10 J 336 10 J P = = = 1h 36 10 s P = 9,33 10 4 W P 93.333 W Considerando que o termo linear refere-se à longitudinal, ou seja, ao longo do comprimento do eixo, temos que: 6 m x 03 04 D 01 A mudança de estado físico de uma substância depende da pressão a qual é submetida, e também da temperatura. I. (V) É a deinição de sublimação. II. (V) Vide gráico. III. (F) A mudança de estado físico ocorre sem a variação de temperatura. De acordo com o gráico dado, quanto maior a pressão a que está submetido o líquido, maior será a sua temperatura de ebulição. Na panela de pressão, a pressão em seu interior é maior do que a externa, isso faz com que o líquido ferva a uma temperatura maior do que quando exposto à atmosfera. O aumento da temperatura de ebulição ocasiona o cozimento mais rápido dos alimentos. Pré-Universitário 7

0 E A válvula mantém no interior da panela uma pressão constante. Enquanto a pressão se mantiver constante, a temperatura de ebulição da água não se alterará, portanto o tempo de cozimento dos alimentos também não se alterará. solidiicação total ou parcial e sai da temperatura em que estava (temperatura de sobrefusão) migrando para a que deveria estar (temperatura de solidiicação). 03 E Se a substância for expandida isotermicamente, a pressão cairá e haverá uma passagem do estado líquido () para o de vapor, ou seja, uma vaporização. 04 O ponto A corresponde ao estado sólido e o ao líquido. Logo, a mudança de A para é uma fusão. 05 D Como irá formar-se um lago, a superfície d água terá uma área muito grande aumentando a captação de energia do Sol. Portanto, haverá maior evaporação e consequentemente um aumento da umidade relativa do ar. 06 C A mudança de estado físico da matéria ocorre sob temperatura constante. 07 D O vento exerce a função de retirar a camada de ar quente que envolve a pele e acelerar, dessa forma, as trocas de calor com o ambiente. 08 I. Massa Energia 1kg 3, 10 = x 16, 10 6 x = 5 10 kg 5 x = 50 10 kg 5 J J II. 1 trilhão de toneladas = 10 1 10 3 kg = 10 15 kg. Com isso, M = 50 trilhões de toneladas. 09 No fundo do mar, temos uma alta pressão que não favorece a ebulição da água. 10 O fenômeno descrito é conhecido como sobrefusão. Esfriando-se lentamente um líquido e sem agitá-lo, é possível levá-lo a uma temperatura abaixo da de sua solidiicação sem, no entanto, solidiicá-lo. Se perturbarmos o sistema, agitando-o ou fornecendo-lhe calor (segurando a garrafa pelo centro, por exemplo), o líquido sofre uma 8 Pré-Universitário