FÍSICA II FICHA 03 – Calorimetria-I

ADRIANO MEDEIROS

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Quantidade de calor 01. Que quantidade de calor deve-se retirar de 1,00 kg de água inicialmente a 20oC, para transformá-lo totalmente em gelo a 0oC? Calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g. a) 20 kcal b) 40 kcal c) 60 kcal d) 80 kcal e) 100 kcal R: E 02. Fornecendo uma energia de 10 J a um bloco de 5,0 g de uma liga de alumínio, sua temperatura varia de 20oC a 22

oC. Concluímos que o calor específico desse material vale:

a) 1,0 x 10- 4

J/oC . kg

b) 0,20 x 10- 4

JoC . kg

c) 1,0 J/oC . kg

d) 25 x 103 J/

oC . kg

e) 1,0 x 103 J/

oC . kg

R: E 03. Um recipiente termicamente isolado contém 200 g de água, inicialmente a 5,0

oC. Por meio de um agitador, são

fornecidos 1,26 x 104 J a essa massa de água. O calor

específico da água é de 1 cal/goC e o equivalente mecânico

da caloria é 4,2 J/cal. Considere desprezível a capacidade térmica do recipiente. Qual será a temperatura final da água? R: 20

oC

04. Determine a quantidade de calor que devemos fornecer a 200 g de chumbo para que sua temperatura varie de 30

oC

para 400oC. Dados para o chumbo:

temperatura de fusão = 330oC

calor latente de fusão = 5 cal/g calor específico no estado sólido = 0,03 cal/g

oC

calor específico no estado líquido = 0,04 cal/g oC

R: 3360 J 05. O gráfico representa a variação de temperatura de uma amostra de 20 g de um líquido, a partir de 0°C, em função do calor por ela absorvido. O calor específico cL do líquido e o seu calor específico cG na fase gasosa guardam a seguinte relação:

a) cL = cG b) cL = cG/2 c) cL = 2 cG d) cL = 2cG/3 e) cL = cG/3 R: B

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06. Uma fonte fornece a 600 g de uma substância um fluxo calorífico constante de 600 cal/min, fazendo com que a temperatura (T) da substância varie com o tempo (t), segundo o diagrama dado. Nessas condições, podemos afirmar que o calor específico da substância em cal/g

oC é:

a) 0,10 b) 0,25 c) 0,50 d) 0,75 e) 1,00 R: D 07. Uma fonte térmica é utilizada, por imersão, para aquecer 200 g de água, durante um intervalo de tempo de 5 min, variando a temperatura da água em 30

o C. Se o calor

específico da água é de 1 cal/goC e 1 cal = 4,18 J, a potência

dessa fonte é de: a) 125,4 W b) 100 W c) 95,2 W d) 83,6 W e) 75 W R: D 08. Um cozinheiro quer comprar uma panela que esquente rápida e uniformemente. Ele deve procurar uma panela feita de um material que tenha: a) Alto calor específico e alta condutividade térmica. b) Alto calor específico e baixa condutividade térmica. c) Baixo calor específico e alta condutividade térmica. d) Baixo calor específico e baixa condutividade térmica. R: C 09. Julgue os itens abaixo: (0) O calor latente de uma substância, numa certa temperatura, é quantidade de calor necessário para elevar a sua temperatura desde o zero absoluto até a temperatura mencionado. (1) Quando se diz que dois sistemas estão em equilíbrio térmico um com o outro, que se indicar que, ligando-se os dois mediante uma conexão diatérmica, não se provoca modificação nos seus estados. (2) Capacidade calorífica de uma substância é o seu calor específico por unidade de massa. (3) Uma modificação quase estática do estado é aquela em que não há troca de calor entre o sistema e a sua vizinhança. (4) Sempre que um corpo quente aquece um corpo frio suas temperaturas variam igualmente. R: Certo - (1) Errado-(0) (2) (3) (4) 10. Devido a um resfriado, um homem de 80 kg tem temperatura do corpo igual a 39

oC ao invés da temperatura

normal de 37 oC. Supondo que o corpo humano seja constituído basicamente de água, qual a quantidade de calor produzido pelo corpo para causar este aumento de temperatura? Calor específico da água = 1 cal/g

oC

R: 160 Kcal.

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Trocas de calor 11. Num calorímetro contendo 100 g de água a 0

oC, coloca-

se um pedaço de ferro de 200 g a 300oC. Desprezando-se o

calor absorvido pelo calorímetro, a temperatura de equilíbrio, em

oC, será:

Calor específico da água = 1 cal/ goC

Calor específico do ferro = 0,1 cal/ goC

a) 0 b) 30 c) 50 d) 80 e) 300 R: C 12. Uma panela de ferro de massa 2 500 g está à temperatura de 20°C. Derrama-se nela 1 litro de água a 80°C. Admitindo que só haja trocas te de calor entre a água e a panela, determine a temperatura de equilíbrio térmico. Dados {calor específico do ferro = 0,1 cal/g .ºC , calor específico da água = 1,0 cal/g ,ºC e densidade absoluta da água = 1 kg/L R: 13. Um pedaço de gelo a 0°C é colocado em 200g de água a 30°C, num recipiente de capacidade térmica desprezível e isolado termicamente. O equilíbrio térmico se estabelece em 20°C. O calor latente de fusão do gelo é 80cal/g e o calor específico da água é 1,0cal/g.°C. A massa do pedaço de gelo, usado no experimento, é: a) 10g b) 20g c) 30g d) 40g R: 14. Num recipiente, inicialmente vazio, de capacidade térmica desprezível e termicamente isolado, são colocados 2 copos de 200 mL de álcool a 60 °C e 6 copos de 100 mL de álcool a 20 °C. Encontre a temperatura final do álcool. R: 36

oC

15. Colocam-se 50 g de gelo a 0°C em 100 g de água. Após certo tempo, verifica-se que existem 30 g de gelo boiando na água e em equilíbrio térmico. Admitindo-se que não ocorreu troca de calor com o ambiente e que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g: a) qual a temperatura final da mistura? b) qual a temperatura inicial da água? R: a) 0

oC b) 16

oC

16. Num calorímetro, contendo 185 g de água a 26°C, joga-se um bloco de 150 g de prata a 120°C, obtendo-se o equilíbrio térmico em temperatura de 30°C. Determinar o equivalente em água do calorímetro. Dados: cágua = 1 cal/gºC cprata = 0,06 cal/gºC R: 17,5g