FERAMED/UFC/3º MASTER – APOSTILA 2 – FÍSICA 1 – AULAS 7, 8 e 9 – CALORIMETRIA
LISTA DE EXERCÍCIOS (C/ GABARITO) 1. (UEPB) PB) Considere a seguinte situação: um aluno pegou quatro recipientes contendo água em temperaturas variadas. Em seguida mergulhou uma das o mãos no o recipiente com água fria (5 C) e a outra mão o no recipiente com água morna (45 C). Após dois minutos, retirou-as as e mergulhou imediatamente em outros dois recipientes com água a temperatura o ambiente (25 C), conforme a ilustração. Lembre-se Lembre de que a temperatura do corpo humano é o aproximadamente 36 C. Com base no exposto, julgue as afirmações seguintes: I. No recipiente iente com água fria ocorre transferência de energia na forma de frio da água fria para a mão; e no recipiente com água morna ocorre transferência de energia na forma de calor da água morna para a mão. II. No recipiente com água fria ocorre transferência de energia na forma de calor da mão para a água fria; e norecipientecomáguamornaocorretransferênciadeenergianaformade calordaáguamornaparaamão. III. No recipiente com água fria ocorre transferência de energia na forma de trabalho da água fria fria para a mão; e no recipiente com água mornaocorretransferênciadeenergiana formadecalordaáguamornaparaa mão. IV. Nopasso B (veja a ilustração), a mãoque sente a maior diferençade temperatura é a mão imersa na água fria. Nopasso C, apesarde a o água dos recipientes estar a uma mesma temperatura (25 C), a mão oriunda da água fria passa uma sensação de ser colocada em água morna;eaoutramão,umasensaçãode água fria. Estão corretas: a) apenas II, III e IV. b) apenas I, II e III. c) apenas II e IV. d) apenas I e IV. e) todas as alternativas. 2.. (UDESC) Uma pequena metalúrgica funde diariamente 0,5 toneladas de alumínio, em 5 etapas diferentes, de 100 kg cada. O processo de fusão é feito com um forno a gás natural que trabalha continuamente. Visando isando diminuir os custos com o consumo de combustível, tível, o encarregado da fundição precisa calcular a energia necessáriaa para fundir fun os 100 kg de alumínio e medir a energia consumida, por meio de um instrumento próprio. Na tabela mostrada a seguir foi anotada a energia consumida nesse processo de fusão. Sabendo abendo que o calor específico do alumínio é de 900 J/kg . K, que o calor latente de fusão é 3 o iguala400. 10 J/kgequeatemperaturade fusãodoalumínioé 660 C, calcule opercentualdeperdade energiado forno. Considereque o a temperaturaambiente éiguala25 C. a) 100% b) 120 % c) 24% d) 20% e) 5% 4. (FUVEST-SP) SP) Dois recipientes iguais, A e B, contêm, respectivamente, 2,0 litros e 1,0 litro de água à o temperatura de 20 C. Utilizando um aquecedor elétrico, de potência constante, e mantendo-o mantendo ligado o durante 80 s, aquece-se a água do recipiente A até a temperatura de 60 C. A seguir, transfere-se transfere 1,0 litro de água de A para B, que passa a conter 2,0 litros de água à temperatura T. Essa mesma situação o final, para o recipiente B, poderia ser alcançada colocando-se colocando 2,0 litros de água a 20 C em B e, a seguir, ligando-se se o mesmo aquecedor elétrico em B, mantendo-o mantendo o ligado durante um tempo aproximado de: a) 40 s b) 60 s c) 80 s d) 100 s e) 120 s
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3. (UFMG) Júlia coloca uma esfera de cobre e uma de alumínio, ambas de mesma massa assa e à mesma temperatura, sobre um bloco de gelo. Após um certo tempo, ela observa que essas esferas permanecem em equilíbrio nas posições indicadas na figura. Todas odas as dimensões estão representadas em escala na figura. Sejam dCu e dAl as densidades e cCu e cAl os calores específicos, respectivamente, do cobre e do alumínio. Com base nessas informações, é correto afirmar que: a) dCu < dAl e cCu > cAl b) dCu > dAl e cCu < cAl c) dCu < dAl e cCu < cAl d) dCu > dAl e cCu > cAl 5. (MACK-SP) Admitaa que, em um dia nublado, cada metro quadrado da superfície terrestre receba a cada segundo 900 J de energia radiante proveniente do Sol e que um aquecedor aquecedor solar, cuja cu placa 2 coletora tem 4,00 m de área, converta 25% da energia solar recebida em energia térmica. Nesse dia, a o placa coletora do aquecedor é colocada paralelamente à superfície terrestre. Para ara elevar de 15 C a o temperatura de 18 kg de água (calor específico = 1 cal/g . C) é necessário o tempo mínimo de: (admita que 1 cal = 4,2 J.) a) 15 minutos. b) 18 minutos. c) 21 minutos. d) 25 minutos. e) 30 minutos. 6. (FUVEST-SP) SP) Em uma panela aberta, aquece-se aquece água, observando-se se uma variação da temperatura da água com o tempo, como indica o gráfico. Desprezando-se a evaporação antes da fervura, em quanto tempo, a partir do começo da ebulição, toda a água terá se esgotado? (Considere que o calor de vaporização da água é cerca de 540 cal/g.) a) 18 minutos. b) 27 minutos. c) 36 minutos. d) 45 minutos. e) 54 minutos. 7. (UFRS) O gráfico descreve a evolução da temperatura peratura T de uma amostra de naftalina em função do tempo t. Até t = 3 min se forneceu calor à amostra e, a partir daí, foi deixada esfriar naturalmente. A fusão e a solidificação da naftalina ocorreram, respectiva e aproximadamente, entre os minutos: a) 1 e 3, 3 e 6 b) 1 e 2, 3 e 4 c) 0 e 1, 6 e 7 d) 2 e 3, 3 e 4 e) 1 e 2, 4 e 6
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8. (MACK-SP) Em um livro, um estudante encontrou o gráfico ilustrado a seguir, que mostra a variação de temperatura de um corpo de 40 g em função da quantidade de o calor fornecida a ele, a partir de –20 C, cujo material que o constitui se encontra no estado sólido. O gráfico se encontra fora de escala e tem um valor do eixo das abscissas ilegível. O livro informava que o calor latente de fusão do material do corpo, em cal/g, é o numericamente10 vezes maiordoque o calor cal específicoquandono estado líquido, em cal/g. C. Ovalor ilegível é: a) 2 100 cal b) 2 080 cal c) 1 920 cal d) 1 680 cal e) 1 260 cal SP) No condensador da figura, passa pela serpentina 9. (MACK-SP) o vapor de água a 100 C e, pela luva, água entra à temperatura o o de 20 C e sai a 50 C à razão de 15 g/s. O calor específico da o água líquida é 1 cal/g . C e o calor latente la de vaporização da água é 540 cal/g. A massa de água líquida que podemos obter no máximo através da condensação do vapor em 1 min é: a) 50 g b) 40 g c) 30 g d) 20 g e) 10 g o
10. Um confeiteiro, preparando um certo tipo de massa, precisa de água a 40 C para obter melhor o fermentação. Seu ajudante pegou água da torneira a 25 C e colocou-aa para aquecer num recipiente graduado de capacidade térmica desprezível. Quando percebeu, a água fervia e atingia o nível 8 do recipiente. Para obteraáguanatemperaturade queprecisa,deve acrescentar,norecipiente,águadatorneiraaté o seguintenível: a) 18 b) 25 c) 32 d) 40 e) 56
GABARITO 1. C 2. B
3. C
4. A
5. C
6. E
7. E
8. A
9. A
10. 22
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