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Lista de Exercícios – Mudança de Estado Prof. Emerson Santos

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1. (Ufrj) Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, há 200 g de gelo a -20°C. Introduz-se, no calorímetro, água a 20°C. O calor latente de solidificação da água é - 80 cal/g e os calores específicos do gelo e da água (líquida) valem, respectivamente, 0,50 cal/g.°C e 1,0 cal/g.°C. Calcule o valor máximo da massa da água introduzida, a fim de que, ao ser atingido o equilíbrio térmico, haja apenas gelo no calorímetro. 2. (Ufrrj) Por causa de um defeito na bomba d'água de uma caminhonete, o motor atinge uma temperatura de 110°C. Para esfriá-lo, o motorista joga lentamente sobre ele 5 litros de água a 20°C, que são transformados em vapor a 100°C. Dados: - calor latente de ebulição da água (a 100°C e 1 atm) = 540 cal/g; - calor específico da água = 1,0 cal/g°C. Calcule a energia que foi retirada do motor pela água. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO (Pucsp) Em 1883, um vapor inglês de nome Tramandataí naufragou no rio Tietê encontrando-se, hoje, a 22 metros de profundidade em relação à superfície. O vapor gerado pela queima de lenha na caldeira fazia girar pesadas rodas laterais, feitas de ferro, que, ao empurrarem a água do rio, movimentavam o barco. 3. Considere que na caldeira do Tramandataí sejam aquecidos 5000 litros de água inicialmente a 20°C. Para que metade dessa água seja transformada em vapor d'água, são necessários, em 10ª joules, Considere: - c = 1 cal/g°C - dágua = 1 kg/L - LVaporização da água = 540 cal/g - 1 cal = 4 J - não haja perdas de calor a) 5,4 b) 6,2 c) 7,0 d) 7,5 e) 8,0 4. (Cesgranrio) Uma lâmpada de 100 watts, ligada durante 12 minutos, consome energia suficiente para vaporizar uma massa m de água, inicialmente a 40 °C e a pressão de 1 atm. Considerando o calor específico da água c = 1,0 cal/g °C, o calor latente de vaporização da água L = 540 cal/g, e que 1 cal = 4 Joules, conclui-se que m, expressa em gramas, é igual a: a) 30 b) 25 c) 20 d) 15 e) 10


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5. (Fatec) O gráfico a seguir é a curva de aquecimento de 10g de uma substância, à pressão de 1 atm.

Analise as seguintes afirmações : I. a substância em questão é a água. II. o ponto de ebulição desta substância é 80°C. III. o calor latente de fusão desta substância é 20cal/g . Das afirmações apresentadas, a) todas estão corretas. b) todas estão erradas. c) somente I e II estão corretas. d) somente II e III estão corretas. e) somente I está correta 6. (Pucmg) Na questão a seguir assinale a afirmativa INCORRETA. a) Todos os materiais expandem-se quando aquecidos. b) A temperatura de fusão de uma substância depende da pressão. c) Durante uma mudança de fase, a temperatura permanece constante. d) A temperatura em que a água ferve depende da pressão. 7. (Pucpr) Quando o gelo se derrete, verifica-se, experimentalmente, que ele deve receber, por grama, 80 calorias, mantendo-se a temperatura constante em 0°C. A quantidade de calor, em caloria, para derreter 100 g de gelo é de: a) 800 cal b) 1000 cal c) 100 cal d) 80 cal e) 8000 cal


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8. (Uerj) Para resfriar uma jarra de água a 22°C, acrescenta-se 50 g de gelo a 0°C. O equilíbrio térmico estabelece-se a 20°C. A massa total da mistura, em quilogramas, equivale, aproximadamente, a: a) 1,4 b) 2,1 c) 2,6 d) 3,2 9. (Uerj) Quatro esferas metálicas e maciças, E�, E‚, Eƒ e E„, todas com a mesma massa, são colocadas simultaneamente no interior de um recipiente contendo água em ebulição. A tabela a seguir indica o calor específico e a massa específica do metal que constitui cada esfera.

Atingido o equilíbrio térmico, essas esferas são retiradas da água e colocadas imediatamente na superfície de um grande bloco de gelo que se encontra na temperatura de fusão. A esfera que fundiu a maior quantidade de gelo e a esfera que produziu a cavidade de menor diâmetro no bloco de gelo são, respectivamente: a) Eƒ ; E„ b) E‚ ; E„ c) E� ; Eƒ d) E� ; E‚


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10. (Ufg) Um recipiente de material termicamente isolante contém 300 g de chumbo derretido à sua temperatura de fusão de 327 °C. Quantos gramas de água fervente devem ser despejados sobre o chumbo para que, ao final do processo, toda a água tenha se evaporado e o metal solidificado encontre-se a 100 °C? Suponha que a troca de calor dê-se exclusivamente entre a água e o chumbo. Dados: Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g Calor latente de fusão do chumbo = 5,5 cal/g Calor específico do chumbo = 0,03 cal/g °C a) 3,0 g b) 3,4 g c) 5,5 g d) 6,2 g e) 6,8 g 11. (Unesp) Nos quadrinhos da tira, a mãe menciona as fases da água conforme a mudança das estações.

Entendendo "boneco de neve" como sendo "boneco de gelo" e que com o termo "evaporou" a mãe se refira à transição água ë vapor, pode-se supor que ela imaginou a seqüência gelo ë água ë vapor ë água. As mudanças de estado que ocorrem nessa seqüência são a) fusão, sublimação e condensação. b) fusão, vaporização e condensação. c) sublimação, vaporização e condensação. d) condensação, vaporização e fusão. e) fusão, vaporização e sublimação.


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12. (Unesp) Considere seus conhecimentos sobre mudanças de fase e analise as afirmações I, II e III, referentes à substância água, um recurso natural de alto valor. I. Durante a transição de sólido para líquido, a temperatura não muda, embora uma quantidade de calor tenha sido fornecida à água. II. O calor latente de condensação da água tem um valor diferente do calor latente de vaporização. III. Em determinadas condições, a água pode coexistir na fase sólida, líquida e gasosa. Pode-se afirmar que a) apenas a afirmação I é correta. b) apenas as afirmações I e II são corretas. c) apenas as afirmações I e III são corretas. d) apenas as afirmações II e III são corretas. e) as afirmações I, II e III são corretas. 13. (Unirio) Coloca-se em um copo de bordas bastante finas e capacidade térmica desprezível uma massa m de água que se encontra, inicialmente, à temperatura de 20°C. Em seguida, uma massa m/2 de gelo a 0°C é colocada e a mistura água-gelo enche o copo completamente sem transbordar. O calor específico da água é 1,0 cal/g°C e o calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g. Desprezando as trocas de calor com o ambiente, podemos afirmar que depois de alcançado o equilíbrio térmico, dentro do copo a) a água estará a 5°C. b) haverá água e gelo a 0°C. c) a água estará a 10°C. d) haverá apenas água a 0°C. e) a água estará a 13,3°C. 14. (Enem) A Terra é cercada pelo vácuo espacial e, assim, ela só perde energia ao irradiá-la para o espaço. O aquecimento global que se verifica hoje decorre de pequeno desequilíbrio energético, de cerca de 0,3%, entre a energia que a Terra recebe do Sol e a energia irradiada a cada segundo, algo em torno de 1 W/m£. Isso significa que a Terra acumula, anualmente, cerca de 1,6 × 10££ J. Considere que a energia necessária para transformar 1 kg de gelo a 0°C em água líquida seja igual a 3,2 × 10¦ J. Se toda a energia acumulada anualmente fosse usada para derreter o gelo nos pólos (a 0°C), a quantidade de gelo derretida anualmente, em trilhões de toneladas, estaria entre a) 20 e 40. b) 40 e 60. c) 60 e 80. d) 80 e 100. e) 100 e 120.


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GABARITO 1. 20 g 2. 3,1x10§cal 3. [C] 4. [A] 5. [D] 6. [A] 7. [E] 8. [C] 9. [C] 10. [E] 11. [B] 12. [C] 13. [B] 14. [B]


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RESUMO Número das questões: documento banco fixo 1 55018 55018 2 55019 55019 3 68872 68872 4 55013 55013 5 63072 63072 6 67791 67791 7 61568 61568 8 55015 55015 9 55025 55025 10 55027 55027 11 58508 58508 12 73701 73701 13 52534 52534 14 68355 68355

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