termologia

Física

CPV fiscol-med3304-R 1

TermologiaTermologiaTermologiaTermologiaTermologia

TROCAS DE CALOR

01.Determine a quantidade de calor recebida por 200 g dealumínio para que sua temperatura passe de 20ºC para 60ºC.Dado: calor específico do alumínio = 0,21 cal/gºC.

02.Determine a quantidade de calor liberada por 300 g dechumbo para que sua temperatura passe de 80ºC para 10ºC.Dado: calor específico do chumbo = 0,03 cal/gºC.

03. Uma fonte térmica fornece, em 20 minutos, uma quantidadede calor igual a 600 cal. Determine a potência em cal/min eem watts.

Resolução:

m = 200 g Q = m . c ∆θθo = 20ºC Q = 200 . 0,21 . (60 − 20)

θf = 60ºC Q = +1 680cal

∆θ = 60 − 20 = 40ºC

Resolução:

m = 300g Q = m . c . ∆θθ0 = 80ºC Q = 300 . 0,03 . (−70)

θf = 10ºC Q = −−−−−630ºC∆θ = 10 − 80 = −70ºC

Notas:

a) Observe que no exercício resolvido 01 a temperatura do alumínio se eleva. Ele recebe calor e o resultado(Q = + 1 680 cal) é positivo.

b) Observe que no exercício resolvido 02 a temperatura do chumbo diminui. Ele libera calor e o resultado(Q = −630 cal) é negativo.

Portanto: Q > 0 ⇒ temperatura se eleva ⇒ calor recebidoQ < 0 ⇒ temperatura diminui ⇒ calor liberado

Resolução:

PQ

t=

∆P

cal=

600

20 min ⇒ P = 30 cal / min

Q = 600 cal ⇒ 1 cal = 4,18 J600 cal = 2508 J

∆t = 20 min ⇒ 1 min = 60 s20 min = 1200s

PQ

tP

J

sJ s= ⇒ = = ⇒ =

∆2508

12002 09, / P 2,09W

CPV fiscol-med3304-R

FÍSICA2

04. Um corpo de massa 30 g recebe 2.100 cal para variar suatemperatura de −20ºC para 50ºC. Determine.

a) a capacidade térmica do corpo

b) o calor específico da substância que o constitui.

05.O calor específico de uma determinada substância é iguala 0,50 cal/gºC. Para que a temperatura de uma amostra de10g dessa substância varie de 10,0ºC é preciso que aamostra absorva, no mínimo:

a) 0,50calb) 1,0calc) 5,0cald) 25,0cale) 50,0cal

06.(MACK) Uma fonte fornece a 600 g de uma substânciaum fluxo calorífico constante de 600 cal/min, fazendocom que a temperatura (t) da substância varie com o tempo(te) segundo diagrama dado. Nessas condições, podemosafirmar que o calor específico da substância em cal/goCé:

a) 0,10b) 0,25c) 0,50d) 0,75e) 1,00

te (min)

20 40 60

t (ºC)

120

80

40

Resolução:

a) CQ

=∆θ

Q = 2100 cal

∆θ = θf − θi ⇒ ∆θ = 50 − (−20) = 70ºC

Ccal

Co=

2100

70 = 30 cal / ºC

b) cC

mc

cal C

g

o= ⇒ = ⇒ =

30

30

/c 1

cal

g Co

Resolução:

Q = m . c . ∆θ

Q = 10 . 0,5 . 10 = 50 cal

Alternativa E

Resolução:

∅ = 600 cal/min

Em 60 minutos, temos

Q = 600 . 60 = 36 000 cal

Q = m . c . ∆θ

36 000 = 600 . c . (120 − 40)

c = 0,75 cal/g ºC

Alternativa D

física


3

07. (UF-RS) O diagrama abaixo representa a quantidade decalor Q absorvida por dois corpos A e B em função datemperatura t. A relação entre as capacidades térmicasdos corpos A e B é:

a) 9/4

b) 7/4

c) 5/4

d) 3/4

e) 1/4

08.(UnB) Dois corpos A e B com massas iguais e caloresespecíficos diferentes estão à mesma temperatura.

a) Se o calor específico de A for maior que o calorespecífico de B, então B armazenará maior energia.

b) Se o calor específico de A for maior que o calorespecífico de B, para baixar a temperatura dos corposde 10ºC A deverá perder maior quantidade de calor.

c) Se o calor específico de A for maior que o calorespecífico de B, A cederá mais calor rapidamente.

d) Independente do calor específico, os corposarmazenarão a mesma quantidade de calor.

09.O gráfico abaixo representa a temperatura (θθθθθ) de 5 g deuma substância, inicialmente a 20ºC, em função daquantidade de calor (Q) absorvida. Determine o calorespecífico desta substância.

θθθθθ (oC)

Q1000

60

40

20

A

B

Q (cal)

300

200

100

0 20 40 60 t (oC)

Resolução:

Corpo A Corpo B

Q = 300 cal Q = 200 cal

∆θ = 40 ºC ∆θ = 60 ºC

Q = m . c . ∆θ Q = m . c . ∆θ

300 = mA . cA . 40 200 = mB . cB . 60

mA . cA = 30

4mB . cB =

20

6

A A

B B

m . c

m . c = 30

4 .

6

20 =

18

8 =

9

4

Alternativa A

Resolução:

QA = m . cA . ∆θA

QB = m . cB . ∆θB

Para um mesmo ∆θ, temos:

QA = m . cA . ∆θ

QB = m . cB . ∆θ

dependendo a quantidade de calor apenas do calor específico.

Alternativa B

Resolução:

Q = 100 cal

∆θ = 60 − 20 = 40 ºC

m = 5g

Q = m . c . ∆θ

100 = 5 . c . 40

c = 0,5 cal/g ºC


FÍSICA4

10. (MACK/2001) Numa atividade de laboratório, Fábio aqueceum corpo com o objetivo de determinar sua capacidadetérmica. Para tanto, utiliza uma fonte térmica, de potênciaconstante, que fornece 60 calorias por segundo e constróio gráfico abaixo. A capacidade térmica do corpo é:

a) 10 cal/°Cb) 20 cal/°Cc) 30 cal/°Cd) 40 cal/°Ce) 50 cal/°C

11. (MACK/2001) A unidade de medida de calor no sistemainglês é a Btu (British thermal unit) e a unidade de medidade calor que utilizamos com freqüência no Brasil é a caloria(cal). Sabe-se que 1 cal é a quantidade de calor necessáriapara elevar a temperatura de 1 g de água pura de 14,5 ºC até15,5 ºC e que 1 Btu é a quantidade de calor necessária paraelevar a temperatura 1 lb (uma libra) da mesma água, de63ºF até 64 ºF. Sabendo que 1g = 2,2 . 10–3 lb, a relaçãoentre as unidades caloria e Btu é aproximadamente:

a) 1 cal = 1,2 . 10–3 Btub) 1 cal = 4,0 . 10–3 Btuc) 1 cal = 7,5 . 10–2 Btud) 1 cal = 2,5 . 102 Btue) 1 cal = 8,3 . 102 Btu

12. (MACK/2001) Admita que, em um dia nublado, cada metroquadrado da superfície terrestre receba a cada segundo900 J de energia radiante proveniente do Sol e que umaquecedor solar, cuja placa coletora tem 4,00 m2 de área,converta 25% da energia solar recebida em energia térmica.Nesse dia, a placa coletora do aquecedor é colocadaparalelamente à superfície terrestre. Para elevar de 15 ºC atemperatura de 18 kg de água (calor específico = 1 cal/g.ºC)é necesário o tempo mínimo de: (Admita que 1 cal = 4,2 J)

a) 15 minutosb) 18 minutosc) 21 minutosd) 25 minutose) 30 minutos

Temperatura (°C)

10 20 tempo (s)

60

40

20

0

Resolução:

P = 60 cal/s

∆t = 20s

P = Q

t∆ ⇒ 60 = Q20

Q = 1200 cal

C = QQ∆ ⇒ C =

120 0

4 0

C = 30 cal/°C

Alternativa C

Resolução:

1 Btu = m . C . ∆θc

5∆θ

= F9

∆θ

1 Btu = 1 lb . 1 calg ºC

. 59

. 1 ºC

1 Btu = 1

32,2 10−xg .

1 calg ºC

. 59

. ºC ⇒ 1 cal ≅ 4 x 10–3 Btu

Alternativa B

Resolução:

E = 900 . 4 = 3 600 J

EELÉ = 25% . 3 600 = 900 J ⇒ P = 9001

= 900w

Q = 18 000 . 1 . 15 = 270 000 cal = 1134000 J

E = P . t ⇒ 1134000 = 900 . t

t = 1 260 s = 21 min

Alternativa C

física


5

13. (MACK/2000) Uma fonte térmica fornece calor,à razão constante, a 200 g de uma substância A(calor específico = 0,3 cal/g.°C) e em 3 minutos eleva suatemperatura em 5°C. Essa mesma fonte, ao fornecer calor aum corpo B, eleva sua temperatura em 10°C, após15 minutos. A capacidade térmica do corpo B é:

a) 150 cal/°Cb) 130 cal/°Cc) 100 cal/°Cd) 80 cal/°Ce) 50 cal/°C

14. (FEI/2001) 10 nadadores saltam para uma competição de1 500 m nado livre. Sabendo-se que o calor liberado pelometabolismo de cada nadador é Q = 425 kcal e que a piscinapossui 50m de comprimento, 2 m de profundidade e quecada raia possui largura de 2,5 m, qual será aproximadamentea variação da temperatura da água na piscina após a prova?Obs: desconsiderar as trocas de calor da piscina com o ambientee o trabalho exercido pelos nadadores sobre a água.

a) 0,0040 ºCb) 0,0031 ºCc) 0,0020 ºCd) 0,0017 ºCe) 0,0013 ºC

15. (FEI/2002) A mesma quantidade de calor é fornecida a3 corpos A, B e C de mesmo material com a mesmatemperatura inicial. O corpo A possui a maior massa, o corpoC, a menor massa e o corpo B, a média das massas de A eC. Com base nos dados acima podemos afirmar:

a) O corpo A é o mais quente.b) A temperatura do corpo B é a média das temperaturas

dos corpos A e C.c) O corpo C é o mais quente.d) O corpo B é o mais quente.e) O corpo C é o mais frio.

16. (PUC/2002) O gráfico representa a temperatura (T) emfunção da quantidade de calor (Q) recebida durante oaquecimento de 100 g de um determinado líquido.Determine o calor específico do líquido.

a) 0,1 cal/g°C

b) 0,2 cal/g°C

c) 0,3 cal/g°C

d) 0,4 cal/g°C

e) 0,5 cal/g°C

30

10

0

T(°C)

600

Resolução:

Q = C . ∆θP . ∆t = C . ∆θ

Para o corpo A: P . 3 = 200 . 0,3 . 5P = 100 cal/min

Para o corpo B: P . ∆t = CB . ∆θ100 . 15 = CB . 10CB = 150 cal/°C

Alternativa A

Resolução:

Qtotal = 10 . 425 kcal = 4250kcal

Q = m . c . ∆θ

Q = d . V . c . ∆θ ⇒ 4250 000 = 1 . 10 . 50 . 2 . 2,5 . 1 . ∆θ

∆θ = 0,0017ºC

Alternativa D

Resolução:

Q = m . c . ∆θ

∆θ = Q

m c.

Quanto menor a massa, maior a variação de temperatura, logoo corpo C é o mais quente.

Alternativa C

Resolução:

Q = m . c . ∆θ

600 = 100 . c . (30 – 10)

c = 0,3 cal/g°C

Alternativa C


FÍSICA6

18. (FUVEST/2003) Dois recipientes iguais, A e B, contêm,respectivamente, 2,0 litros e 1,0 litro de água à temperaturade 20ºC. Utilizando um aquecedor elétrico, de potênciaconstante, e mantendo-o ligado durante 80s, aquece-se aágua do recipiente A até a temperatura de 60ºC. A seguir,transfere--se 1,0 litro de água de A para B, que passa aconter 2,0 litros de água à temperatura T. Essa mesmasituação final, para o recipiente B, poderia ser alcançadacolocando--se 2,0 litros de água a 20ºC em B e, a seguir,ligando-se o mesmo aquecedor elétrico em B, mantendo-oligado durante um tempo aproximado de

a) 40s

b) 60s

c) 80s

d) 100s

e) 120s

17. (PUC/2001) Um aquecedor de imersão (ebulidor) dissipa200 W de potência, utilizada totalmente para aquecer 100 gde água, durante 1 minuto. Qual a variação de temperaturasofrida pela água? Considere 1 cal =4 J e cágua =1 cal/gº C.

a) 120 ºC

b) 100ºC

c) 70ºC

d) 50ºC

e) 30 ºC

Aquecedor deimersão

Resolução:

1o) Aquecimento da água em AQ = mc∆θQ = 2000 . 1 . 40Q = 80 000 cal

POT = Q

t∆ ⇒ POT = 1000 cal/s

2o) Equilíbrio térmico entre A e BQ1 = mc∆θQ1 = 1000 . 1 . (T – 60)Q1 = 1000θθθθθ – 60 000

Q2 = mc∆θQ2 = 1000 . 1 . (T – 20)Q2 = 1000θθθθθ – 20 000

No equilíbrio térmico:Q1 + Q2 = 01000T – 60 000 + 1000T – 20 000 = 0θθθθθ = 40ºC

3o) Ligação do aquecimento elétrico em BQ = mc∆θQ = 2000 . 1 . (40 – 20)Q = 40 000 cal

Como

POT = Q

t∆ ⇒ 1000 = 40000

t∆ ⇒ ∆∆∆∆∆t = 40s

Alternativa A

Resolução:

Q = m . c . ∆θ ⇒ Q = 100 . 1 . ∆θ . 4 = 400∆θ

Mas Q = P . ∆t ⇒ 400 ∆θ = 200 . 60

∆θ∆θ∆θ∆θ∆θ = 30ºC

Alternativa E

física


7

19. (FUVEST/1999) No gráfico, a curva I representa oresfriamento de um bloco de metal a partir de 180 ºC e acurva II, o aquecimento de uma certa quantidade de umlíquido a partir de 0 ºC, ambos em função do calor cedidoou recebido no processo. Se colocarmos num recipientetermicamente isolante a mesma quantidade daquele líquidoa 20 ºC e o bloco a 100 ºC, a temperatura de equilíbrio dosistema (líquido + bloco) será de aproximadamente:

a) 25 ºCb) 30 ºCc) 40 ºCd) 45 ºCe) 60 ºC

20. Um corpo de C = 50 cal/ºC é aquecido a partir de 20ºC poruma fonte de potência de 100 cal/min, constante, durante10 minutos. Represente, num diagrama cartesiano, comovaria a temperatura do corpo em função do tempo.

21. (PUCC) Sobre o conceito de calor, pode-se afirmar que setrata de uma:

a) medida da temperatura do sistema.b) forma de energia em trânsito.c) substância fluida.d) quantidade relacionada com o atrito.e) energia que os corpos possuem.

22. (UNISA) O fato de o calor passar de um corpo para outrodeve-se:

a) à quantidade de calor existente em cada um.b) à diferença de temperatura entre eles.c) à energia cinética total de suas moléculas.d) ao número de calorias existentes em cada um.e) nada do que se afirmou acima é verdadeiro.

40 ºC

20 ºC

10

θθθθθ(ºC)

t (min)

Resolução:

Pelo gráfico, temos que

metal ⇒ ∆θ = 100ºC ⇒ Q1 = 5 kJ

líquido ⇒ ∆θ = 60ºC ⇒ Q2 = 9 kJ

Então: Q1 = m . c . ∆θ (metal) ⇒ 5000 = m . c . 100 ⇒ mc = 50

Q2 = m . c . ∆θ (líquido) ⇒ 9000 = m . c . 60 ⇒ mc = 150

Na mistura do líquido com o metal:

Qmetal + Qlíquido = 0 (equilíbrio térmico)

mc . (x − 100) + mc . (x − 20) = 0 ⇒

(50) . (x − 100) + (150) . (x − 20) = 0 ⇒ x = 40 ºC

Alternativa C

Resolução:

em 10 minutos:

Q = 10 . 100 = 1 000 cal

1 000 = 50 . (TF − 20) ⇒ TF = 40 ºC

Resolução:

Calor é a energia térmica em trânsito entre corpos a diferentes

temperaturas.

Alternativa B

Resolução:

O calor é a energia térmica em trânsito entre corpos a diferentestemperaturas.

Alternativa B


FÍSICA8

23. (PUC) Assinale a frase correta conceitualmente.

a) “Estou com calor”.b) “Vou medir a febre dele”.c) “O dia está quente; estou recebendo muito calor”.d) “O dia está frio; estou recebendo muito frio”.e) As alternativas c e d estão corretas.

24. Misturam-se 10g de alumínio a 80oC com 10g de água a20oC. Considerando-se que a troca de calor ocorre somenteentre o alumínio e a água, qual a temperatura de equilíbrio?

Dado: cal = 0,20 cal/goC

25. Misturam-se 40g de água a 10ºC com 100g de água a 90ºCem um recipiente de 200g e calor específico 0,2 cal/gºC.Determine a temperatura final atingida.

26. Para se fundir um sólido são gastos 100.000 cal. Sendo amassa do sólido 100g e estando o mesmo na temperaturade fusão, no início do processo, qual o calor latente defusão deste sólido?

Resolução:

Calor é a energia em trânsito entre corpos a diferentes temperaturas,portanto, ele é transferido de uma fonte quente a uma fonte fria.

Alternativa C

Resolução:

Temos:

Qágua = m . c . ∆θ = 10 . 1 (θf − 20)

Qalumínio = m . c . ∆θ = 10 . 1 (θf − 80)

10 (θf − 20) + 10 (θf − 80) = 0

10 θf − 200 + 10 θf − 800 = 0

20 θf − 1 000 = 0

20 θf = 1 000

θf

= =1 00020. 50 Co

Nas trocas de calor: Qa + Qb = 0

Resolução:

Qágua fria + Qágua quente + Qrecipiente = 0

m . c . ∆θ + m . c . ∆θ + m . c . ∆θ = 0

40 . 1 . (θ – 10) + 100 . 1 . (θ – 90) + 200 . 0,2 . (θ – 90) = 0

40θ – 400 + 100θ – 9000 + 40θ – 3600 = 0

180θ – 13000 = 0

180θ = 13000

θ θ θ θ θ = 72,2oC

Resolução:

Q = m . L = LQ

m=

Q = 100 000cal

m = 100g ⇒ L = 100 000

100

cal

g ⇒ L = 1 000cal/g

física


9

27. Qual a quantidade de calor necessária para transformar10g de gelo a −10ºC em 10g de vapor a 110ºC?

Dados:

cgelo = 0,5cal/gºC Lvapor = 540cal/g

Lfusão = 80 cal/g cvapor = 0,48cal/gºC

cágua = 1 cal/gºC

28. Misturam-se 100g de água a 90ºC com 40g de água a 10ºC.Qual a temperatura final?

V

IV

III

III

(Q)

110

100

−−−−−10

θθθθθ (ºC)

Resolução: Construindo-se o gráfico θ x Q, temos:

QI = m . cgelo ∆θ

QII = m . Lfusão

QIII = m . cágua ∆θ

QIV = m . Lvapor

QV = m . cvapor ∆θ

QI = 10 . 0,5 [0 − (−10)] = 50 cal

QII = 10 . 80 = 800 cal

QIII = 10 . 1 . (100 − 0) = 1 000 cal

QIV = 10 . 540 = 5 400 cal

QV = 10 . 0,48 . (110 − 100) = 48 cal

Qtotal = 7 298 cal

Resolução:

QC + QR = 0

100 . 1 . (TF − 90) + 40 . 1 . (TF − 10) = 0

140TF = 9 400 ⇒ TF = 67,1 ºC


FÍSICA10

29. Num calorímetro ideal introduzimos 525g de água a 30ºC eum pedaço de gelo a −10ºC. Sendo a temperatura final 20ºC,qual a massa de gelo? Lgelo = 80 cal/g

30. Num calorímetro ideal, misturam-se 200g de gelo a 0ºC com200g de água a 40ºC. O calor de fusão do gelo é de80 cal/g. Qual a temperatura de equilíbrio térmico e qual amassa do gelo que se funde?

Resolução:

QC + QR = 0

525 . 1 . (20 − 30) + m . 0,5 . 10 + m . 80 + m . 1 . 20 = 0

−5 250 + 105 m = 0

m = 50 g

31. (FUVEST) Utilizando pedaços de alumínio a 0ºC,pretende-se resfriar 1 100g de água, inicialmente a 42ºC.

calores específicos em cal/g ºC água: 1,00 alumínio: 0,22

a) Qual a massa de alumínio necessária para baixar em 2ºCa temperatura da água?

b) De posse de uma grande quantidade de alumínio a 0ºC,seria possível transformar toda água em gelo? Explique.

32. (UNISantos) A quantidade de calor necessária para derreter

100g de gelo a 0ºC é, em cal:

LFg = 80 cal/g

a) 0,8

b) 8

c) 80

d) 800

e) 8 000

33. (UE-CE) Cedem-se 684 cal a 200g de ferro à temperatura de

10ºC. Sabendo-se que o calor específico do ferro vale

0,114 cal/gºC, concluímos que a temperatura final do ferro

será:

a) 10ºC

b) 20ºC

c) 30ºC

d) 40ºC

Resolução:

Q = m . c . ∆θ

Q = 200 . 1 . 40 = 8 000 cal (para água ir a 0 ºC)

Com isso, consigo fundir:

8 000 = 80 . m

m = 100 g e T = 0º C

Resolução:

a) Q = m . c . ∆θ

Q = 1 100 . 1 . 2 = −2 200 cal (para baixar 2 ºC)

2 200 = malumínio . 0,22 . (40 − 0)

10 000 = 40 m ⇒ m = 250 g

b) Não, pois quando a água atinge 0 º não há mais trocas de calor.

Resolução:

Q = 100 . 80 = 8 000 cal

Alternativa E

Resolução:

Q = m . c . ∆θ684 = 200 . 0,114 . (TF − 10)

TF = 40 ºC

Alternativa D

física


11

34. (FUVEST) Uma barra metálica à temperatura de 100ºC écolocada num recipiente termicamente isolado, contendo1L de água à temperatura de 20ºC. O equilíbrio térmico seestabelece a 60ºC. Qual a temperatura de equilíbrio se ovolume de água fosse 3L, mantendo-se as outrascondições?

a) 25ºCb) 30ºCc) 35ºCd) 40ºCe) 50ºC

35. (FUVEST) Misturam-se 200g de água a 0ºC com 250g deum determinado líquido a 40oC, obtendo-se o equilíbrio a20ºC. Qual o calor específico do líquido, em cal/gºC?

Calor específico da água: 1,0 cal/gºCDesprezam-se as trocas de calor com outros sistemas.

a) 0,25b) 0,50c) 0,80d) 1,00e) 1,25

36. (FUVEST) Dois corpos A e B, inicialmente às temperaturastA = 90ºC e tB = 20ºC, são postos em contato e isoladostermicamente do meio ambiente. Eles atingem o equilíbriotérmico à temperatura de 45oC. Nestas condições, podemosafirmar que o corpo A:

a) cedeu uma quantidade de calor maior que a absorvidapor B

b) tem uma capacidade térmica menor que a de Bc) tem calor específico menor que o de Bd) tem massa menor que a de Be) cedeu metade da quantidade de calor que possuía

para B

37. (FUVEST/2001) Em uma panela aberta, aquece-se água,observando-se uma variação da temperatura da água como tempo, como indica o gráfico. Desprezando-se aevaporação antes da fervura, em quanto tempo, a partir docomeço da ebulição, toda a água terá se esgotado?(Considere que o calor de vaporização da água é cerca de540 cal/g)


Resolução:

QS = m . c . ∆θ ⇒ QS = m . 1. 40

QS = 40 . m → 4 minutos

Para a ebulição total da mesma massa “m” de água temos:

QL = mL ⇒ QL = 540 . m

Logo, temos: 40 m → 4 minutos540 m → ∆t ⇒ ∆∆∆∆∆t = 54 minutos

Alternativa E

1 2 3 4 5

t (min)

T (ºC)

7060504030

Resolução:

Q1 + Q2 = 0

mA . cA . (45 − 90) + mB . cB . (45 − 20) = 0

45 . mA . cA = 25 . mB ..... cB (CA < CB)

Alternativa B

Resolução:

Q1 + Q2 = 0

m . c . (60 − 100) + 1 000 . 1 . (60 − 20) = 0

−40 . m . c = −4 000

m . c = 1 000 cal/g

m . c . (TF − 100) + 3 000 . (TF − 20) = 0

1 000 (TF − 100) = 3 000 (20 − TF)

TF − 100 = 60 − 3TF ⇒ 4TF = 160 ⇒ TF = 40 ºC

Alternativa D

Resolução:

Q1 + Q2 = 0

200 . 1 (20 − 0) + 250 . c . (20 − 40) = 0

4 000 − 5 000 . c = 0

c = 4

5 = 0,8 cal/g ºC

Alternativa C


FÍSICA12

38. (FUVEST/2000) Em um copo grande, termicamente isolado,contendo água à temperatura ambiente (25°C), sãocolocados 2 cubos de gelo a 0°C. A temperatura da águapassa a ser, aproximadamente, de 1°C. Nas mesmascondições se, em vez de 2, fossem colocados 4 cubos degelo iguais aos anteriores, ao ser atingido o equilíbrio,haveria no copo

a) apenas água acima de 0°Cb) apenas água a 0°Cc) gelo a 0°C e água acima de 0°Cd) gelo e água a 0°Ce) apenas gelo a 0°C

39. (UNIFESP/2003) Sobrefusão é o fenômeno em que umlíquido permanece nesse estado a uma temperatura inferiorà de solidificação, para a correspondente pressão. Essefenômeno pode ocorrer quando um líquido cede calorlentamente, sem que sofra agitação. Agitado, parte dolíquido solidifica, liberando calor para o restante, até que oequilíbrio térmico seja atingido à temperatura desolidificação para a respectiva pressão. Considere umamassa de 100 g de água em sobrefusão a temperatura de–10ºC e pressão de 1 atm, o calor específico da água de1 cal/gºC e o calor latente de solidificação da água de–80 cal/g. A massa de água que sofrerá solidificação se olíquido for agitado será

a) 8,7 g.b) 10,0 g.c) 12,5 g.d) 50,0 g.e) 60,3 g.

Resolução:

Com 2 blocos de gelo:

MG = massa de 2 cubos de gelo

MA = massa de água

QC + QR1 + QR2 = 0

MA . 1 . (1 − 25) + MG . L + MG . 1 . (1 − 0) = 0

−24MA + 80 MG + MG = 0

81MG = 24MA

Com 4 blocos de gelo: Para trazer a água de 25ºC para 0ºC, ela deve

ceder: Q = MA . 1 . 25 = 25 MA = 25 . 81MG

24 = 84,375MG

Para derreter todo o gelo, seriam necessárias: Q = 2MG . L = 160MG

Logo, a quantidade de calor cedida pela água é suficiente para derreterapenas parte do gelo.

Alternativa D

QC

25ºC

1ºC

0ºCQ R 2

Q R 1

Resolução:

Agitando, temos: QC = m . c . ∆θQC = 100 . 1 (–10)QC = – 1000 cal

Foram retiradas 1000 calorias, logo:Q = m . L–1000 = m . (–80) ⇒ m = 12,5g

Alternativa C

física


13

40. (MACK/2002) Em uma experiência, tomamos um corposólido a 0°C e o aquecemos por meio de uma fonte térmicade potência constante. O gráfico abaixo mostra atemperatura desse corpo em função do tempo deaquecimento. A substância que constitui o corpo tem, noestado sólido, calor específico igual a 0,6 cal/(g°C). O calorlatente de fusão da substância desse corpo é:

a) 40 cal/gb) 50 cal/gc) 60 ca/gd) 70 ca/ge) 80 cal/g

(FEI/2000) O enunciado a seguir refere-se às questões 41 e 42.

Uma cafeteira de café expresso funciona com uma resistência elétrica que fornece 10.000 cal/min. Para se obter um café com leite sãonecessários 50 mL de água a 100°C para o café e 40g de vapor de água a 100°C para aquecer o leite. Considere a temperatura inicialda água 20°C e despreze as perdas de calor na cafeteira.

CH2O = 1 cal/g°C

Lvap = 540 cal/g.

41. Quanto tempo é necessário para se obter somente café?

a) 60 s b) 48 s c) 30 s d) 24 s e) 15 s

43. (PUC) Tem-se 50g de gelo a 0ºC. Que quantidade de calor

devemos fornecer à massa de gelo para obter 50g de águaa 10ºC?

Lf = 80 cal/g, calor específico da água

c = 1,0 cal/gºC e ponto de fusão do gelo 0ºC.

a) 4 500 calb) 500 calc) 4 000 cald) 40 000 cale) 40 500 cal

42. Qual é a quantidade de calor necessária para produzir ovapor que aquece o leite?

a) 21.600 cal b) 24.800 cal c) 3.600 cald) 19.200 cal e) 4.800 cal

Resolução:

Q = Q1 + Q2

Q = m . L + m . c . ∆θ

Q = 50 . 80 + 50 . 1 . (10 − 0)

Q = 4 000 + 500 = 4 500 cal

Alternativa A

Resolução:Q = m . c . ∆θ + mL

Q = 40 . 1 . (100 – 20) + 40 . 540

Q = 3 200 + 21 600

Q = 24 800 cal

Alternativa B

Resolução:Q = m . c . ∆θP . ∆t = m . c . ∆θ10 000 . ∆t = 50 . 1 . (100 – 20)

∆t = 0,4 min

∆t = 0,4 . 60s

∆t = 24s

Alternativa D

Resolução:

Na fase de aquecimento da substância no estado sólido temos:Q1 = m . c . ∆ θ = m . 0,6 . 60 = 36 m

A potência P da fonte térmica vale:

P = Q 36 m1

t 31=

∆.

= 12 . m

Durante a fusão do corpo, temos:

Q2 = m . Lf

Sendo P = Q2

t2∆ ⇒ Q2 = P . ∆t2

Substituindo-se e em , vem:m . Lf = 12 . m . 5 ⇒ Lf = 60cal/g

Alternativa C

Água: d = 1g/mL


FÍSICA14

44. (FATEC) A figura representa o gráfico da temperatura, emfunção do tempo, de um pedaço de chumbo de massa de100g que absorve, de uma fonte de potência constante,200 calorias por minuto. Pode-se afirmar que o calor latentede fusão do chumbo é, em cal/g:

a) 2b) 6c) 8d) 20e) 327

0 1 2 3 4 tempo (min)

327o

T (ºC)

45. Qual o estado final de um bloco de 500 g de gelo a

−20oC, quando ele recebe:cgelo = 0,5 cal/goC

a) 48 000 cal?

b) 25 000 cal?

46. (MED-ABC) Num calorímetro de capacidade térmicadesprezível, colocam-se 50g de água a 80ºC e 50g de gelofundente. Sendo o calor específico da água 1 cal/gC e ocalor de fusão do gelo 80 cal/g, podemos afirmar que atemperatura de equilíbrio térmico da mistura é, em grausCelsius:

a) 8

b) 4

c) 50

d) zero

e) 80

Resolução:

Para água a 80 ºC virar água a 0 ºC, ela precisa ceder:

Q = m . c . ∆θ = −50 . 1 . 80 = −4 000 cal

4 000 = m . L (massa que derrete)

4 000 = m . 80

m = 50 g

Todo o gelo derrete, mas a temperatura de equilíbrio é 0º C.

Alternativa D

Resolução:

a) Se eu forneço 48 000 cal, consigo derreter todo o gelo e aindasubir a temperatura.

Q = 48 000 = Q1 + Q2 + Q3

48 000 = 5 000 + 40 000 + 500 . 1 . (TF − 0)

TF = 6 ºC

b) Para virar gelo a 0 ºC: Q = 500 . 0,5 . 20 ⇒ Q = 5 000 cal

Para derreter todo gelo:

Q = m . L ⇒ Q = 500 . 80 = 40 000 cal

Seu eu forneço 25 000 calorias, tenho gelo a 0 ºC misturado comágua a 0 ºC.

Se eu forneço 25 000 cal, utilizo 5 000 cal para virar gelo a0 ºC. Sobram 20 000 cal para derreter o gelo, daí:

20 000 = m . 80

m = 250 g (água) a 0°C

Resolução:

No patamar:

Q = P . ∆t = 200 . (4 − 1) = 200 . 3 = 600 cal

Q = m . L

600 = 100 . L

L = 6 cal/g

Alternativa B

física


15

47. (U.C-MG) Dois corpos, inicialmente a 10ºC, ao absorverema mesma quantidade de calor ficam a 40ºC e 80ºC.Colocando-os em contato térmico, a temperatura final deequilíbrio, em ºC, é:

a) 52b) 60c) 70d) 80e) 120

48. (FUVEST) Um aquecedor de água que utiliza energia solarabsorve num dia ensolarado uma potência de 2000 W. Paraaquecer 100L de água, de 15ºC até 40ºC, nesse aquecedor,desprezando-se as perdas, serão necessários aproxima-damente:


49. (MACK) Uma fonte fornece a 600g de uma substância umfluxo calorífico constante de 600 cal/min, fazendo com que atemperatura θθθθθ da substância varie com o tempo t segundo odiagrama dado. Nessas condições, podemos afirmar que ocalor específico da substância em cal/gºC é:

a) 0,10b) 0,25c) 0,50d) 0,75e) 1,00

θθθθθ (oC)

120

40

0 t (min)

30 60

Resolução:

Q1 = Q2

m1 . c1 . (40 − 10) = m2 . c2 . (80 − 10)

m1 . c1 = 7

3 m2 . c2

Depois do contato:

Q1 + Q2 = 0

m1 . c1 . ∆θ1 + m2 . c2 . ∆θ2 = 0

m1 . c1 . ∆θ1 = −m2 . c2 . ∆θ2

7

3 m2 . c2 . ∆θ1 = – m2 . c2 . ∆θ2

7

3 (TF − 40) = − (TF − 80)

10 TF = 520

TF = 52 ºC

Alternativa A

Resolução:

P = E

t∆ ⇒ P . ∆t = E = m . c . ∆θ

Para passar a energia para calorias, devemos dividi-la por 4,2.

2 000

4 2, . ∆t = 100 000 . 1 . (40 − 15)

∆∆∆∆∆t = 5 250 s ou 87,5 minutos

Alternativa D

Resolução:

E = P . ∆tE = 600 . 60 = 36 000 cal

E = m . c . ∆θ36 000 = 600 . c . (120 − 40)

c = 0,75 cal/g ºC

Alternativa D


FÍSICA16

50. (UEL-PR) Um corpo X tem massa mX, temperatura θθθθθX ecalor específico cX. Um corpo Y tem massa mY, temperaturaθθθθθY e calor específico cY. Sabe-se quemX = 2mY, que 2θX = θY e que, postos em contato, semtroca de calor a não ser entre si, os dois corpos chegam ao

equilíbrio térmico à temperatura θ θ

X Y+2

. Neste caso, a

razão c

cX

Y

vale:

a) 2,5b) 2,0c) 1,5d) 1,0e) 0,5

51. (FUVEST) O gráfico abaixo representa a temperatura θ (oC)em função do tempo de aquecimento (t, min) da água contidanuma panela que está sendo aquecida por um fogão.

A panela contém inicialmente 0,2 kg de água e a potênciacalorífica fornecida pelo fogão é constante. O calor latentede vaporização da água é de 540 cal/g. Determine:

a) a quantidade de calor absorvida pela água no primeirominuto

b) a massa de água que ainda permanece na panela após3,7 min de aquecimento

52. (FGV) Quando dois corpos são postos em contato, hátransferência de calor entre eles até que atinjam o equilíbriotérmico. Isso ocorre desde que eles:

a) apresentem temperaturas diferentesb) tenham calor específico diferentec) tenham a mesma capacidade térmicad) tenham a mesma massae) estejam à mesma temperatura

0 1,0 3,7

t (min)20

100

θθθθθ (oC)

Resolução:

QX + QY = 0

mX . cX . (TF − θX) + mY . cY (TF − θY) = 0

2mY . cX . θ θ

θX YX

+−F

HGIKJ2

= −mY . cY . θ θ

θX YY

+−F

HGIKJ2

2 . cX . θ θ

θX XX

+−F

HGIKJ

2

2 = −cY .

X XX

22

2

θ + θ − θ

2 . cX .

θX

2FHGIKJ

= cY . θX

2FHGIKJ

cX = c

2Y X

Y

c 1

c 2⇒ = = 0,5

Alternativa E

Resolução:

a) Q = m . c . ∆θ ⇒ Q = 200 . 1 . 80 = 16 000 cal

b) 1 minuto — 16 000 cal x = 43 200 cal2,7 minutos — x

43 200 = m . 540 ⇒ m = 80 (vaporizou)

Sobram 200 g − 80 g = 120 g

UVW

Resolução:

Pela teoria ⇒ Alternativa A

física


17

54. (UNIRIO) Numa panela de pressão:

a) a água ferve rapidamente,

atingindo temperatura

menor que numa panelacomum

b) a água ferve rapidamente,

atingindo temperaturamaior que numa panela comum

c) a água demora mais para ferver,

atingindo temperatura menorque numa panela comum

d) a água demora mais para ferver, atingindo temperatura

maior que numa panela comum

53. (FUVEST) A temperatura do corpo humano é cerca de36,5oC. Uma pessoa toma um litro de água a 10oC. Qual aenergia absorvida pela água.

a) 10 000 cal

b) 26 500 cal

c) 36 500 cal

d) 46 500 cal

e) 23 250 cal

55. (PUC) Quando passamos álcool na pele, sentimos que elaesfria naquele local. Isso se deve ao fato do álcool:

a) ser normalmente mais frio que a peleb) ser normalmente mais frio que o arc) absorver o calor da pele para evaporar-sed) ser um isolante térmicoe) ter baixa densidade

56. (UFViçosa-MG) A pasteurização do leite é feita pelo processoconhecido como “pasteurização rápida”, que consiste emaquecer o leite cru de 5ºC a 75ºC e mantê-lo a essa temperaturapor 15 segundos. Em seguida, já pasteurizado, é resfriado,cedendo calor para o leite que ainda não foi pasteurizado.Esse processo é conhecido como “regeneração”, o quepermite uma grande economia de combustível. Estando oleite a 5ºC, a quantidade de calor, em kcal, para pasteurizaruma tonelada de leite é de:

a) 4,7 x 103 calor específico do leite = 0,92 cal/gºCb) 5,6 x 103

c) 6,4 x 104

d) 7,0 x 104

e) 7,4 x 103

Resolução:

Q = m . c . ∆θ

Q = 1 000 . 1 . 26,5 = 26 500 cal

Alternativa B

Resolução:

Aumentando a pressão, a temperatura de ebulição da água aumenta,fazendo com que os alimentos cozinhem mais rapidamente.

Alternativa D

Resolução:

O álcool retira calor da nossa pele muito rapidamente, fazendo comque tenhamos sensação de frio.

Alternativa C

Resolução:

Q = m . c . ∆θ

Q = 1000 000 . 0,92 . (75 − 5)

Q = 6,44 x 104 k cal

Alternativa C


FÍSICA18

CH O2

= 1,00 cal / g . ºC

57. (ITA) A potência elétrica dissipada por um aquecedor deimersão é de 200 W. Mergulha-se o aquecedor numrecipiente que contém 1 L de água a 20ºC. Supondo que70% da potência dissipada pelo aquecedor seja aproveitadapara o aquecimento da água, quanto tempo será necessáriopara que a temperatura atinja 90ºC?

1 cal = 4,2 J

a) 2,1 s

b) 2,1 x 103 s

c) 5 x 102 s

d) 1,2 x 102 s

e) 5 x 103 s

58. (ITA) Cinco gramas de carbono são queimados numcalorímetro de alumínio, resultando o gás CO2. A massa docalorímetro é de 1 000g e há 1 500g de água dentro dele.A temperatura inicial do sistema era de 20ºC e a final é de43ºC. Calcule em calorias o calor produzido por grama decarbono e do dióxido de carbono.

a) 7,9kcal CAlllll = 0,215 cal/g.ºC

b) 7,8kcalc) 39kcal

d) 57,5kcal

e) 11,5kcal

59. Um vidro plano, com coeficiente de condutibilidade térmicade 0,00183 cal/s.cm. ºC, tem uma área de 1000 cm2 e espessurade 3,66 mm. Sendo o fluxo de calor por condução atravésdo vidro de 2000 calorias por segundo, calcule a diferençade temperatura entre suas faces.

60. (FUVEST) O calor do sol chega à Terra por um processo de:

a) condutibilidade, através das moléculas.b) convecção, por aquecimento do meio.c) difusão de partículas no vácuo.d) radiação, que pode ocorrer no vácuo.e) transdução, ligada ao plasma (4o estado da matéria).

Resolução:

Vamos calcular o calor produzido com a queima:Q = m . c . ∆θ

Q = 1 000 . 0,215 . (43 − 20) + 1 500 . 1 . (43 − 20)

Q = 39 445 cal

O calor produzido por grama de carbono e dióxido de carbono é:

5g — 394451g — x x = 7889 cal = 7,889 kcal

Alternativa A

Resolução:

Devo passar a energia para calorias.

E = P . ∆t = m . c . ∆θ

200. 0,7 . t

4,2∆ = 1 000 . 1 . (90 − 20)

∆∆∆∆∆t = 2 100 s ⇒ ∆⇒ ∆⇒ ∆⇒ ∆⇒ ∆ t = 2,1 . 103s

Alternativa B

Resolução:

Φ =

K A ∆θ. .

2000 = 0,00183 1000

13,66 10

∆θ−

. .

.

∆θ = 400ºC

Resolução:

A forma de transferência de calor que ocorre no vácuo é a radiação.A condução e a convecção necessitam de um meio material para ocorrer.

Alternativa D

física


19

61. (MACK) Numa noite fria, preferimos usar cobertores de lã para noscobrirmos. No entanto, antes de deitarmos, mesmo que existam várioscobertores sobre a cama, percebemos que ela está fria, e somente nosaquecemos depois que estamos sob os cobertores há algum tempo. Issose explica porque:

a) o cobertor de lã não é um bom absorvedor de frio, mas nosso corposim.

b) o cobertor de lã só produz calor quando está em contato com o nossocorpo.

c) o cobertor de lã não é um aquecedor, mas apenas um isolante térmico.d) enquanto não nos deitamos, existe muito frio na cama que será

absorvido pelo nosso corpo.e) a cama, por não ser de lã, produz muito frio e a produção de calor pelo

cobertor não é suficiente para seu aquecimento sem a presença humana.

62. (UNITAU) Um faquir demonstra sua arte entrando num forno muitoaquecido. É preferível que ele vá:

a) despido.b) envolto em roupa de linho bem fino.c) envolto em roupa de lã.d) envolto em roupa de lã recoberta de alumínio.

63. (PUCC) Em qual dos casos a seguir a propagação do calor se dáprincipalmente por condução ?

a) Água quente que cai do chuveirob) A fumaça que sobe pela chaminéc) O cigarro que se acende mediante o uso de uma lente que concentra

os raios de sol sobre eled) A xícara que se aquece com o café quentee) A água que é aquecida numa panela colocada sobre a chama, no

fogão

64. (MACK/2002) Uma das razões que faz a água próxima à superfície livre dealguns lagos congelar no inverno, em regiões de baixas temperaturas, é ofato de que ao ser resfriada, no intervalo aproximado de 4°C a 0°C, elasofre um processo de dilatação. Com isso, seu volume _________ e suadensidade ____________. Desprezando os efeitos da irradiação térmica,durante esse resfriamento a água do fundo do lago não consegue atingira superfície livre, pois não ocorre mais a ____________ e sua temperaturadiminuir, devido ao processo de __________.

As informações que preenchem corretamente as lacunas, na ordem deleitura, são, respectivamente:

a) aumenta, diminui, convecção térmica e condução térmica.b) diminui, aumenta, convecção térmica e condução térmica.c) aumenta, diminui, condução térmica e convecção térmica.d) diminui, aumenta, condução térmica e convenção térmica.e) aumenta, aumenta, condução térmica e convecção térmica.

Resolução:

Alternativa C

Resolução:

Alternativa D

Resolução:

Alternativa D

Resolução:

Alternativa A


FÍSICA20

65. (PUC/2000) Observe as figuras a seguir sobre a formaçãodas brisas marítima e terrestre.

Durante o dia, o ar próximo à areia da praia se aquece maisrapidamente do que o ar próximo à superfície do mar. Desta forma, oar aquecido do continente sobe e o ar mais frio do mar desloca-separa o continente, formando a brisa marítima. À noite, o ar sobre ooceano permanece aquecido mais tempo do que o ar sobre ocontinente e o processo se inverte. Ocorre, então, a brisa terrestre.Dentre as alternativas a seguir, indique a que explica, corretamente ofenômeno apresentado:

a) É um exemplo de convecção térmica e ocorre pelo fato de a águater um calor específico maior do que a areia. Desta forma, atemperatura da areia se altera mais rapidamente.

b) É um exemplo de condução térmica e ocorre pelo fato de a areia ea água serem bons condutores térmicos. Desta forma, o calor sedissipa rapidamente.

c) É um exemplo de irradiação térmica e ocorre pelo fato de a areia ea água serem bons condutores térmicos. Desta forma, o calor sedissipa rapidamente.

d) É um exemplo de convecção térmica e ocorre pelo fato de a águater um calor específico menor do que a areia. Desta forma, atemperatura da areia se altera mais rapidamente.

e) É um processo de estabelecimento do equilíbrio térmico e ocorrepelo fato de a água ter uma capacidade térmica desprezível.

Ar quente

Ar frio

Noite

Ar quente

Dia

Ar frio

66. (PUC/2002) Analise as afirmações referentes à conduçãotérmica. I – Para que um pedaço de carne cozinhe mais

rapidamente, pode-se introduzir nele um espetometálico. Isso se justifica pelo fato de o metal ser umbom condutor de calor.

II – Os agasalhos de lã dificultam a perda de energia (naforma de calor) do corpo humano para o ambiente,devido ao fato de o ar aprisionado entre suas fibrasser um bom isolante térmico.

III – Devido à conduta térmica, uma barra de metal mantém-se a uma temperatura inferior à de uma barra de madeiracolocada no mesmo ambiente.

Podemos afirmar que

a) I, II e III estão corretas.b) I, II e III estão erradas.c) Apenas I está correta.d) Apenas II está correta.e) Apenas I e II estão corretas.

Resolução:

Alternativa E

Resolução:

Alternativa A

física


21

67. Nas geladeiras, retira-se periodicamente o gelo docongelador. Nos pólos, as construções são feitas de gelo.Os viajantes do deserto do Saara usam roupas de lã duranteo dia e à noite. Relativamente ao texto acima, qual dasafirmações abaixo não é correta ?

a) O gelo é mau condutor de calor.b) A lã evita o aquecimento do viajante do deserto durante

o dia e o resfriamento durante a noite.c) A lã impede o fluxo de calor por condução e diminui as

correntes de convecção.d) O gelo, sendo um corpo a 0ºC, não pode dificultar o

fluxo do calor.e) O ar é um ótimo isolante para o calor transmitido por

condução, porém favorece muito a transmissão do calorpor convecção. Nas geladeiras, as correntes deconvecção é que refrigeram os alimentos que estão naparte inferior.

70. Explique o fenômeno que ocorre em regiões cujo inverno émuito rigoroso, onde a água da superfície de um riopermanece no estado sólido (gelo), enquanto a água abaixoda superfície encontra-se no estado líquido.

(MED-Santos) Este enunciado refere-se às questões 62 e 63.

As garrafas térmicas são frascos de paredes duplas, entre as quais é feito vácuo. As faces destas paredes que estão na frente sãoprateadas.

68. O vácuo entre as duas paredes tem função de:

a) evitar somente a condução.b) evitar a condução e a irradiação.c) evitar a convecção e a irradiação.d) evitar a condução e a convecção.e) evitar somente a convecção.

69. As faces das paredes são espelhadas para:

a) evitar a dilatação do vidro.b) evitar a irradiação.c) evitar a condução.d) evitar a condução e a irradiação.e) evitar a convecção.

Resolução:

Alternativa D

Resolução:

Alternativa B

Resolução:

Vide teoria.

Resolução:

O gelo é mau condutor de calor mesmo estando a 0°C.

Alternativa D


FÍSICA22

71. (UF-MG) Em uma experiência, coloca-se gelo e água em umtubo de ensaio, sendo o gelo mantido no fundo por umatela de metal. O tubo de ensaio é aquecido conforme afigura. Embora a água ferva, o gelo não fundeimediatamente.

As afirmações seguintes referem-se a esta situação:

I. Um dos fatores que contribuem para que o gelo não sefunda é a água quente ser menos densa que a água fria.

II. Um dos fatores que concorrem para a situaçãoobservada é o vidro ser bom isolante térmico.

III. Um dos fatores que concorrem para que o gelo não sefunda é a água ser um bom isolante térmico.

a) Apenas a afirmativa I é verdadeirab) Apenas a afirmativa II é verdadeirac) Apenas a afirmativa III é verdadeirad) Todas as afirmativas são corretase) nda

72. (ESAL-MG) Para sua comodidade, em dia de sol intensovocê deve sair com roupas claras, a fim de evitar o fenômenoda:a) reflexão. b) difusão.c) absorção. d) refração.e) convecção.

73. (FATEC) Calor é a energia que se transfere de um corpopara outro, em determinada condição. Para estatransferência de energia, é necessário que:

a) entre os corpos exista vácuo.b) entre os corpos exista contato mecânico rígido.c) entre os corpos exista ar ou um gás qualquer.d) entre os corpos exista uma diferença de temperatura.e) nenhuma das anteriores.

chama

cubos de gelo

te la

Resolução:

A água quente é menos densa que a água fria, assim, o gelo ficará emcontato com a parte da água de menor temperatura.A água e o vidro apenas dificultam um pouco mais a transferência decalor para o gelo.

Alternativa D

Resolução:

Alternativa D

Resolução:

Alternativa C

física


23

75. (FEI) Para melhorar o isolamento térmico de um ambiente,mantendo o material de que são feitas as paredes, deve-se:

a) aumentar o volume das paredes.b) aumentar a área externa da parede e manter sua

espessura.c) diminuir a espessura das paredes.d) aumentar a espessura e diminuir a área das paredes.e) nenhuma das respostas anteriores.

76. O dromedário é um mamífero que habita regiões desérticasdo Oriente Médio e Norte da África; sem ele, a vida humanaseria muito difícil no deserto. Este animal suporta solintenso porque:

a) pode passar até 10 meses sem tomar água.b) tem pouca gordura sob a pele para armazenar energia

interna.c) a anatomia de sua pele evita o fenômeno da condução

do calor.d) sua lã é um péssimo isolante térmico.

77. (UFU-MG) Assinale a alternativa falsa:

a) O calor se propaga, no vácuo, por radiação.b) Um corpo escuro absorve maior quantidade de radiação

térmica do que um corpo claro.c) Se o congelador fosse colocado na parte inferior de

uma geladeira, não haveria formação das correntes deconvecção.

d) Uma pessoa sente frio quando ela perde calorrapidamente para o meio ambiente.

e) Não se pode adicionar calor a um corpo sem aumentara sua temperatura.

74. A transmissão do calor de um ponto para outro, graças aodeslocamento do próprio material aquecido, é um fenômenode:

a) irradiaçãob) convecçãoc) conduçãod) radiaçãoe) emissão

Resolução:

Na mudança de fase, uma substância pura pode receber calor, esseprocesso ocorre à temperatura constante.

Alternativa E

Resolução:

Como não acumula energia interna, não há perda de água excessivaatravés do suor.

Alternativa B

Resolução:

Φ = K A ∆θ. .

O fluxo de calor é diretamente proporcional à área e inversamenteproporcional à espessura da parede.

Alternativa D

Resolução:

Alternativa D


FÍSICA24

79. (PUC) Num calorímetro contendo 100 g de água a0oC, 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/ oCCalor específico do ferro = 0,1 cal/ oC

a) 0b) 30c) 50d) 80e) 300

78. (UF-GO) Analise as afirmações:

I. Uma pessoa sente frio quando perde calorrapidamente para o meio ambiente.

II. Quando tocamos em uma peça de metal e em umpedaço de madeira, ambos à mesma temperatura,o metal nos dá a sensação de estar mais frio doque a madeira porque, sendo o metal melhorcondutor térmico do que a madeira, haverá umamenor transferência de calor de nossa mão paraa peça metálica do que para o pedaço de madeira.

III. Um pássaro eriça suas penas no inverno paramanter ar entre elas, evitando que hajatransferência de calor de seu corpo para o meioambiente.

IV. Nas mesmas condições, um corpo escuro absorvemais quantidade de radiação térmica do que umcorpo claro.

Podemos afirmar que:

a) I e II são corretas.b) I e III são corretas.c) I, II e III são corretas.d) II, III e IV são corretas.e) I, III e IV são corretas.

80. (UNICAMP) Misturam-se 200 g de água a 20oC com 800 g de geloa 0oC. Admitindo-se que há troca de calor apenas entre a água eo gelo, pergunta-se:

calor específico da água = 1 cal/g oCcalor latente de fusão do gelo = 80 cal/g

a) Qual será a temperatura final da mistura ?b) Qual será a massa final de líquido ?

81. (PUC) 400 g de gelo a –10°C são colocados em umcalorímetro de capacidade térmica 40 cal/°C, que contém800 g de água a 30°C. Os valores específicos da água edo gelo valem respectivamente 1 cal/g°C e 0,5 cal/g°C.O calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g.

a) Qual é a temperatura final do sistema quando o equilíbriotérmico for atingido ?

b) Qual é o estado final do sistema ?

Resolução:

QA + QF = 0100 . L (T – 0) + 200 . 0,1 (T – 300) = 0100T + 20T – 6000 = 0120T = 6000T = 50°C

Alternativa C

Resolução:

a) Calor necessário para derreter o gelo:Q = mL = 800 . 80 = 64 000 cal

Calor fornecido pela água em seu resfriamento até 0ºC:Q = m . c . ∆θ = 200 . 1 . 20 = 4000 cal

Não há calor suficiente para derreter todo o gelo, assim, a temperaturafinal do sistema é de 0ºC.

Tƒ = 0°C

b) Q = mL4000 = m . 80m = 50gDerreteram 50g de gelo

mL = 200 + 50mL = 250g

Resolução:

Para aquecer o gelo de –10°C a 0°C:Q = m . c . ∆θ = 400 . 0,5 . [0 – (–10)] = 2000 cal

Para derreter o gelo:Q = mL =400 . 80 = 32 000 cal

Calor cedido pelo sistema água-calorímetro ao baixar sua temperatutra a0ºC:

Q = ccal . ∆θ + ma . ca . ∆θQ = 40 . 30 + 800 . 1 . 30 = 25 200 cal

O calor fornecido é suficiente para aquecer o gelo, mas não para derretê-lo completamente. Das 25 200 cal cedidas, 2000 são usadas para levar ogelo de –10°C a 0°C.

Assim: 25 200 – 2000 = m . 80 ⇒ 23 200 = m . 80m = 290g (massa de gelo derretido)

a) Tƒ = 0°C

b) mgelo= 400 – 290 = 110g e mágua = 800 + 290 = 1090g

Resolução:

Alternativa E

física


25

82. (FUVEST) Fornecendo uma energia de 10 J a um bloco de5,0 g de uma liga de alumínio, sua temperatura varia de 20ºCa 22ºC. Concluímos que o calor específico desse materialvale:

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

83. (PUC) Uma fonte fornece calor a um corpo de maneirauniforme durante um certo intervalo de tempo. A variaçãoda temperatura com o tempo é a indicada no esquema abaixo.A plataforma BC pode representar um processo de:

a) liquefaçãob) solidificação

c) condensação

d) variação do calor sensívele) fusão

temperatura

A

B CD

t (ºC)

20 40 60 70 80 te (min)

80

60

40

20

84. (FUVEST) Aquecendo-se 30g de uma substância à razãoconstante de 30 cal/min, dentro de um recipiente bemisolado, sua temperatura varia com o tempo, de acordocom a figura. A 40ºC ocorre uma transição entre duas fasessólidas distintas.

a) Qual é o calor latente da transição?

b) Qual é o calor específico entre 70ºC e 80ºC?

Resolução:

Q = m . c . ∆θ

10 = 5 . c = (22 – 20)

c = 1 J/g°C = 1000 J/°C . kg

Alternativa E

Resolução:

Se um corpo recebe calor à temperatura constante, significa que estáocorrendo um processo de fusão ou de vaporização.

Alternativa E

Resolução:

a) No patamar:

∆te = 70 − 40 = 30 min

Q = 30 . 30 = 900 cal

900 = 30 . L

L = 30 cal/g

b) Em T = 70 ºC, te = 77,5 min

Em T = 80 ºC, te = 80 min

Q =30 . 2,5 = 75 cal

75 = 30 . c . 10

c = 0,25 cal/g ºC


FÍSICA26

85. (PUC) Em um calorímetro de capacidade térmica 200 cal/oC,contendo 300 g de água a 20oC, é introduzido um corposólido de massa 100 g, estando o mesmo a uma temperaturade 650oC. Obtém-se o equilíbrio térmico final a 50oC.

calor específico da água = 1 cal/goC

Desprezando as perdas de calor, determinar o calor específicodo corpo sólido.

86. (UNITAU) Adiciona-se a 2 kg de vapor de água, à temperaturade 100oC, uma certa massa de água, a 0oC, de modo que,estabelecido o equilíbrio térmico, resulta somente água àtemperatura de 100oC. O calor latente de vaporização daágua é de 540 cal/g e seu calor específico é de 1 cal/goC.A massa de água a 0oC que deve ser adicionada é de:

a) 10,8 kgb) 9,3 kgc) 12,4 kgd) 7,4 kge) 14,3 kg

87. (PUC) A água do mar junto à praia não acompanharapidamente a variação de temperatura que pode ocorrer naatmosfera. Isso acontece porque:

a) o volume da água do mar é muito grandeb) o calor específico da água é grandec) o calor latente da água é pequenod) o calor sensível da água é grandee) a capacidade térmica da água é pequena

88. (PUC) Numa cavidade efetuada num bloco de gelo a 0oC,coloca-se uma barra de cobre de 200 g à temperatura de 80oC.Após atingido o equilíbrio térmico, qual é a massa de águaexistente na cavidade?

ccobre = 0,092 cal/g oCLfusão = 80 cal/g

a) 9,20 gb) 147 gc) 1470 gd) 36,8 ge) 18,4 g

Resolução:

Qc + QA = 0 mc . cc . ∆θc + mAL = 0200 . 0,092 . (0 – 80) + m . 80 = 080m = 200 . 0,092 . 80m = 18,4 g

Alternativa E

Resolução:

O calor específico é inversamente proporcional à variação detemperatura, portanto, quanto maior o calor específico, menor avariação de temperatura.

Q = m . c . ∆θ

Alternativa B

Resolução:

QV + QL = 0

mV . L + mL . cL . ∆θ = 0

2000 . 540 + m . 1 (100 – 0) = 0

1 080 000 + 100 . m = 0

m = 10 800 g

m = 10,8 kg

Alternativa A

Resolução:

QA + QC + QF = 0

mA . cA . ∆θA + cc . ∆θF + mF . cF . ∆θF = 0

300 . 1 . (50 – 20) + 200 (50 – 20) + 100 . c (50 – 650) = 0

9000 + 6000 – 60 000 . c = 0

60 000 . c = 15 000

c = 0,25 cal/g°C

termologia

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