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EXERCCIOS DE FSICA - CALORIMETRIA
1. (Ita 2007) A gua de um rio encontra-se a uma
velocidade inicial V constante, quando despenca de
uma altura de 80 m, convertendo toda a sua energia
mecnica em calor. Este calor integralmente
absorvido pela gua, resultando em um aumento de
1 K de sua temperatura. Considerando 1 cal 4 J,
acelerao da gravidade g = 10 m/s e calor
especfico da gua c = 1,0 calg-C-, calcula-se que
a velocidade inicial da gua V de
a) 102 m/s. b) 20 m/s. c) 50 m/s.
d) 10 32 m/s. e) 80 m/s.
2. (Ufu 2005) Considere as informaes a seguir:
20 g de um gs ideal contido em um recipiente de 15
litros resfriado, diminuindo sua temperatura de 30
C para 10 C.
Pede-se:
a) se o volume do recipiente for mantido fixo e a
presso exercida pelo gs nas paredes do recipiente
diminuir 3000 N/m com o resfriamento, qual sua
presso quando a temperatura era de 30 C?
b) se o gs, ao atingir 10 C, sofre uma transio de
fase, condensando-se, calcule a quantidade de calor
liberada pelo gs ao ter sua temperatura reduzida de
30 C para 10 C, tornando-se lquido.
Dados: calor especfico do gs = 0,2 cal/g.C
calor latente de vaporizao = 10,0 cal/g
3. (Unifesp 2005) Uma esfera de ao de massa m =
0,20 kg a 200C colocada sobre um bloco de gelo
a 0C, e ambos so encerrados em um recipiente
termicamente isolado.
Depois de algum tempo, verifica-se que parte do
gelo se fundiu e o sistema atinge o equilbrio
trmico.
Dados:
coeficiente de dilatao linear do ao: = 11 10-
C-;
calor especfico do ao: c = 450 J/(kgC);
calor latente de fuso do gelo: L = 3,3 10 J/kg.
a) Qual a reduo percentual do volume da esfera
em relao ao seu volume inicial?
b) Supondo que todo calor perdido pela esfera tenha
sido absorvido pelo gelo, qual a massa de gua
obtida?
4. (Unesp 2007) Antibiticos podem ser produzidos
induzindo o crescimento de uma cultura de
microorganismos em meios contendo nutrientes e
oxignio. Ao crescerem, esses microorganismos
respiram e, com a oxigenao, retiram energia dos
alimentos, que em parte ser utilizada para a sua
sobrevivncia, e a restante liberada na forma de
energia trmica. Quando os antibiticos so
produzidos em escala industrial, a cultura de
microorganismos se faz em grandes tanques,
suficientemente oxigenados, conhecidos como
biorreatores. Devido ao grande volume de nutrientes
e microorganismos, a quantidade de energia trmica
liberada por unidade de tempo neste processo
aerbico grande e exige um sistema de controle
da temperatura para mant-la entre 30 C e 36 C.
Na ausncia desse controlador, a temperatura do
meio aumenta com o tempo. Para estimar a taxa de
aquecimento nesse caso, considere que a cada litro
de O consumido no processo aerbico sejam
liberados aproximadamente 48 kJ de energia
trmica. Em um tanque com 500000 litros de cultura,
que pode ser considerado como meio aquoso, so
consumidos 8750 litros de O a cada minuto. Se o
calor especfico da gua 4,2 J/(g C), calcule a
variao da temperatura do meio a cada minuto do
processo.
5. (Unesp 2007) Em um dia ensolarado, a potncia
mdia de um coletor solar para aquecimento de
gua de 3 kW. Considerando a taxa de
aquecimento constante e o calor especfico da gua
igual a 4200 J/(kg.C), o tempo gasto para aquecer
30 kg de gua de 25 C para 60 C ser, em
minutos, de
a) 12,5. b) 15. c) 18.
d) 24,5. e) 26.
6. (Ita 2007) Numa cozinha industrial, a gua de um
caldeiro aquecida de 10C a 20C, sendo
misturada, em seguida, gua a 80C de um
segundo caldeiro, resultando 10, de gua a 32C,
aps a mistura. Considere que haja troca de calor
apenas entre as duas pores de gua misturadas e
que a densidade absoluta da gua, de 1 kg/, no
varia com a temperatura, sendo, ainda, seu calor
especfico c = 1,0 cal g-C-. A quantidade de calor
recebida pela gua do primeiro caldeiro ao ser
aquecida at 20C de
a) 20 kcal. b) 50 kcal. c) 60 kcal.
d) 80 kcal. e) 120 kcal.
7. (Uerj 2007) Para aquecer o ar no interior de um
cmodo que se encontra, inicialmente, a uma
temperatura de 10C, utiliza-se um resistor eltrico
cuja potncia mdia consumida de 2 kW. O
cmodo tem altura igual a 2,5m e rea do piso igual
a 20m.
Considere que apenas 50% da energia consumida
pelo resistor transferida como calor para o ar.
Determine o tempo necessrio para que a
temperatura no interior do cmodo seja elevada a 20
C. Dado que o calor especfico do ar = 1,0 10
J/kgK
8. (Fatec 2007) Em um dia de inverno, a
temperatura ambiente est muito baixa. Com a
finalidade de aquecer o ar do interior de uma
pequena caixa que estava em contato com o
ambiente, coloca-se dentro dessa caixa um objeto
que est inicialmente a 100 C.
A tabela a seguir mostra 5 possibilidades para esse
objeto:
O objeto mais indicado para tal finalidade :
a) A. b) B. c) C. d) D. e) E.
9. (Fgv 2007)
Nossa personagem soube por uma amiga que uma
nova dieta sugeria que beber meio litro de gua
fresca (22C) poderia provocar a queima imediata de
100 calorias. De acordo com nossos conhecimentos
de calorimetria, se a perda de calorias fosse devida
unicamente ao aquecimento da gua pelo corpo,
haveria muito mais energia para se "queimar".
Levando-se em conta que a gua que tomamos,
aps o equilbrio trmico com nosso corpo, atinge a
temperatura de 37C se beber meio litro de gua,
aps a queima imediata das 100 calorias, ainda
deveria ocorrer a "queima" adicional, em cal, de
Dados:
- calor especfico da gua: 1,0 cal/(gC)
- densidade da gua: 1,0 g/mL
a) 5 700. b) 5 900. c) 6 300.
d) 6 800. e) 7 400.
10. (Pucsp 2007) O grfico (figura 1) representa um
trecho, fora de escala, da curva de aquecimento de
200 g de uma substncia, aquecida por uma fonte
de fluxo constante e igual a 232 cal/min.
Sabendo que a substncia em questo uma das
apresentadas na tabela (figura 2), o intervalo de
tempo t , em minutos, um valor
a) acima de 130. b) entre 100 e 130.
c) entre 70 e 100. d) entre 20 e 70.
e) menor do que 20.
11. (Ufmg 2007) Numa aula de Fsica, o Professor
Carlos Heitor apresenta a seus alunos esta
experincia: dois blocos - um de alumnio e outro de
ferro -, de mesma massa e, inicialmente,
temperatura ambiente, recebem a mesma
quantidade de calor, em determinado processo de
aquecimento.
O calor especfico do alumnio e o do ferro so,
respectivamente, 0,90 J/(gC) e 0,46 J/(gC).
Questionados quanto ao que ocorreria em seguida,
dois dos alunos, Alexandre e Lorena, fazem, cada
um deles, um comentrio:
- Alexandre: "Ao final desse processo de
aquecimento, os blocos estaro mesma
temperatura."
- Lorena: "Aps esse processo de aquecimento, ao
se colocarem os dois blocos em contato, fluir calor
do bloco de ferro para o bloco de alumnio."
Considerando-se essas informaes, CORRETO
afirmar que
a) apenas o comentrio de Alexandre est certo.
b) apenas o comentrio de Lorena est certo.
c) ambos os comentrios esto certos.
d) nenhum dos dois comentrios est certo.
12. (Ufrs 2005) 0 grfico a seguir representa as
variaes de temperatura T, em funo do calor
absorvido Q, sofridas por dois corpos, A e B, de
massas m e m e calores especficos c e c,
respectivamente.
Nesse caso, pode-se afirmar que a razo c/c
igual a
a) 4m/m. b) 2m/m. c) m/m.
d) m/(2m). e) m/(4m).
13. (Fuvest 2007) Dois recipientes iguais A e B,
contendo dois lquidos diferentes, inicialmente a 20
C, so colocados sobre uma placa trmica, da qual
recebem aproximadamente a mesma quantidade de
calor. Com isso, o lquido em A atinge 40 C,
enquanto o lquido em B, 80 C. Se os recipientes
forem retirados da placa e seus lquidos misturados,
a temperatura final da mistura ficar em torno de
a) 45 C b) 50 C c) 55 C
d) 60 C e) 65 C
14. (Ufg 2007) Uma "bala perdida" disparada com
velocidade de 200,0 m/s penetrou na parede ficando
nela incrustada. Considere que 50% da energia
cintica da bala foi transformada em calor, ficando
nela retida. A variao de temperatura da bala, em
C, imediatamente ao parar,
(Considere: Calor especfico da bala: 250 J / kg C)
a) 10 b) 20 c) 40 d) 80 e) 160
15. (Ufsm 2005) O resfriamento um importante
processo na conservao dos alimentos. Observe,
na tabela a seguir, o calor especfico de alguns
alimentos.
Se, de 100g de cada um desses alimentos, forem
retirados 3600J de energia na forma de calor,
possvel afirmar:
I. A maior diminuio de temperatura (T) ocorre
com o abacate devido a seu maior calor especfico.
II. Devido ao seu menor calor especfico, a ervilha
verde se resfria mais do que a ma.
III. A diminuio de temperatura da ma ser de,
aproximadamente, 10C.
IV. Todos os alimentos tero a mesma diminuio
de temperatura.
Esto corretas
a) apenas I e II. b) apenas I e III.
c) apenas II e IIII. d) apenas II e IV.
e) apenas III e IV.
16. (Ufu 2006) Misturam-se N elementos diferentes
dentro de um recipiente de paredes adiabticas
(calormetro). Supondo que no ocorra nenhuma
mudana de fase e, desprezando-se as trocas de
calor entre os elementos e as paredes do
calormetro, pode-se determinar a temperatura final
do sistema, por meio da relao Q+Q+...+Q = 0,
onde Q = mc (final - inicial), desde que sejam
conhecidos:
I - a temperatura inicial de cada elemento (inicial).
II - o calor especfico de cada elemento (c).
III - a massa de cada elemento (m).
Se, devido a um defeito no calormetro, houver
perda de calor para o meio externo, a soma
Q+Q+...+Q ser sempre
a) positiva ou negativa, dependendo da quantidade
de calor trocado dentro do calormetro.
b) positiva.
c) igual a zero.
d) negativa.
17. (Ufu 2006) 240 g de gua (calor especfico igual
a 1 cal/g.C) so aquecidos pela absoro total de
200 W de potncia na forma de calor. Considerando
1 cal = 4 J, o intervalo de tempo necessrio para
essa quantidade de gua variar sua temperatura em
50 C ser de
a) 1 minuto. b) 3 minutos.
c) 2 minutos. d) 4 minutos.
18. (Pucmg 2006) Um aquecedor de imerso
(ebulidor) tem uma potncia de 2000W. Esse
ebulidor mergulhado em um recipiente que contm
1 litro de gua a 20C. Supondo-se que 70% da
potncia dissipada pelo ebulidor sejam aproveitados
no aquecimento da gua, quanto tempo ser
necessrio para que a temperatura da gua chegue
a 100 C?
Calor especfico da gua c = 4,2 J/gC
Densidade da gua = 1000 g/
a) 4,0 minutos b) 0,2 horas
c) 480 segundos d) 10 minutos
19. (Pucmg 2006) Dois corpos A e B esto,
separadamente, em equilbrio trmico com um corpo
C. Sobre a temperatura do corpo A, CORRETO
concluir que ela :
a) diferente da temperatura de B.
b) diferente da temperatura de C.
c) igual temperatura de C e diferente da
temperatura de B.
d) igual temperatura de B.
20. (Ufrs 2006) temperatura ambiente, que volume
de ferro apresenta a mesma capacidade trmica de
um litro de gua?
(Considere que, temperatura ambiente, a
capacidade trmica de um litro de gua 4.200
J/C, o calor especfico do ferro 0, 5 J/g . C e a
massa especfica do ferro 8 g/cm.)
a) 0, 95 . b) 1, 00 . c) 1, 05 .
d) 1, 25 . e) 1, 50 .
21. (Ufpe 2006) Considere que uma pequena boca
de fogo a gs fornece tipicamente a potncia de
250 cal/s. Supondo que toda a energia trmica
fornecida transmitida a 200 g de gua, inicialmente
a 30C, calcule o tempo, em segundos, necessrio
para que a gua comece a ferver. Considere a
presso atmosfrica de 1 atm.
22. (Puc-rio 2006) Para descobrir o calor especfico
por unidade de massa de uma certa substncia,
misturamos 0,50kg desta substncia, a uma
temperatura de 80C, com uma certa massa de
gua a 20C. A temperatura final do sistema de
40C. O calor especifico da gua 1,0 cal/gC.
a) Se a massa de gua a 20C utilizada for o dobro,
calcule a temperatura final do sistema.
b) Calcule o calor especfico, por unidade de massa
da substncia, se a massa de gua utilizada em (a)
for de 1,0 kg.
23. (Ufsc 2006) O grfico a seguir representa a
quantidade de calor absorvida por dois objetos A e B
ao serem aquecidos, em funo de suas
temperaturas.
Observe o grfico e assinale a(s) proposio(es)
CORRETA(S).
(01) A capacidade trmica do objeto A maior que a
do objeto B.
(02) A partir do grfico possvel determinar as
capacidades trmicas dos objetos A e B.
(04) Pode-se afirmar que o calor especfico do
objeto A maior que o do objeto B.
(08) A variao de temperatura do objeto B, por
caloria absorvida, maior que a variao de
temperatura do objeto A, por caloria absorvida.
(16) Se a massa do objeto A for de 200 g, seu calor
especfico ser 0,2 cal/gC.
24. (Unifesp 2006) Qualquer dos seus leitores que
tenha a ventura de residir em meio ao romntico
cenrio do Pas de Gales ou da Esccia poderia,
no tenho dvida, confirmar meus experimentos
medindo a temperatura no topo e na base de uma
cascata. Se minhas observaes esto corretas,
uma queda de 817 ps deve gerar um grau de calor,
e a temperatura do rio Nigara deve subir cerca de
um quinto de grau por causa de sua queda de 160
ps.
Esse trecho foi publicado em 1845 por James P.
Joule na seo de cartas da revista inglesa
"Philosophical Magazine" e ilustra os resultados por
ele obtidos em suas experincias para a
determinao do equivalente mecnico do calor.
Sendo c(gua) = 4 200 J/(kgC) o calor especfico
da gua, adotando g = 10 m/s, 817ps = 250 m e
160ps = 50 m, pode-se afirmar que, ao se referir a
"um grau de calor" e a "um quinto de grau", Joule
est exprimindo valores de temperatura que, em
graus Celsius, valem aproximadamente
a) 5,0 e 1,0. b) 1,0 e 0,20.
c) 0,60 e 0,12. d) 0,30 e 0,060.
e) 0,10 e 0,020.
25. (Ufrj 2006) Em um calormetro ideal, h 98g de
gua temperatura de 0C. Dois cubinhos metlicos
so introduzidos no calormetro. Um deles tem
massa 8,0g, calor especfico 0,25cal/gC e est
temperatura de 400C. O outro tem 10g de massa,
calor especfico 0,20cal/gC e est temperatura de
100C.
Posteriormente, esse ltimo cubinho retirado do
calormetro e verifica-se, nesse instante, que sua
temperatura 50C.
Calcule a temperatura final de equilbrio da gua e
do cubinho que permanece no calormetro.
26. (Fgv 2006) Os trajes de neopreme, um tecido
emborrachado e isolante trmico, so utilizados por
mergulhadores para que certa quantidade de gua
seja mantida prxima ao corpo, aprisionada nos
espaos vazios no momento em que o mergulhador
entra na gua. Essa poro de gua em contato
com o corpo por ele aquecida, mantendo assim
uma temperatura constante e agradvel ao
mergulhador. Suponha que, ao entrar na gua, um
traje retenha 2,5 L de gua inicialmente a 21C. A
energia envolvida no processo de aquecimento
dessa gua at 35C
Dados:
densidade da gua = 1 kg/L
calor especfico da gua = 1 cal/(g.C)
a) 25,5 kcal. b) 35,0 kcal. c) 40,0 kcal.
d) 50,5 kcal. e) 70,0 kcal.
27. (Ufrrj 2006) Um estudante de Fsica
Experimental fornece calor a um certo corpo,
inicialmente temperatura de 10C. Ele constri o
grfico indicado a seguir, onde, no eixo vertical,
registra as quantidades de calor cedidas ao corpo,
enquanto, no eixo horizontal, vai registrando a
temperatura do corpo.
Consideremos agora um outro corpo, com o dobro
da massa do primeiro, feito da mesma substncia e
tambm inicialmente a 10C. Com base no grfico,
podemos dizer que, fornecendo uma quantidade de
calor igual a 120 calorias a esse outro corpo, sua
temperatura final ser de
a) 18C. b) 20C. c) 40C.
d) 30C. e) 25C.
8. (Ufg 2006) O crebro de um homem tpico,
saudvel e em repouso, consome uma potncia de
aproximadamente 16W. Supondo que a energia
gasta pelo crebro em 1 min fosse completamente
usada para aquecer 10 ml de gua, a variao de
temperatura seria de, aproximadamente,
Densidade da gua:
1,0.10 kg/m
Calor especfico da gua:
4,2.10 J/kg.C
a) 0,5 C b) 2 C c) 11 C
d) 23 C e) 48 C
29. (Ufpr 2006) Numa garrafa trmica h 100 g de
leite temperatura de 90C. Nessa garrafa so
adicionados 20 g de caf solvel temperatura de
20C. O calor especfico do caf vale 0,5 cal/(gC) e
o do leite vale 0,6 cal/(gC). A temperatura final do
caf com leite de:
a) 80C. b) 42C. c) 50C.
d) 60C. e) 67C.
30. (Ufrn 2005) Professor Jaulito mora beira de um
precipcio de 100 m de desnvel. Ele resolveu, ento,
tirar vantagem de tal desnvel para tomar gua
gelada. Para tal, enrolou uma corda na polia do
compressor de um pequeno refrigerador, passou-a
por uma roldana, amarrou, na outra extremidade da
corda, uma pedra de massa 10 kg e jogou-a
precipcio abaixo, conforme representado na figura.
Com esse experimento, Professor Jaulito consegue
resfriar 50 g de gua, que estava inicialmente a
25C, para 5C.
Suponha-se que
- todo o trabalho realizado pelo peso da pedra na
queda convertido em trabalho no compressor;
- a eficincia do refrigerador de 40%;
- o calor especfico da gua 1 cal/gC;
- o valor da acelerao da gravidade no local 10
m/s;
- todas as foras resistivas so desprezveis.
As informaes e expresses necessrias para os
clculos envolvidos so as seguintes:
- trabalho realizado pela fora gravitacional sobre
um corpo de massa m : = mgh, em que g a
acelerao da gravidade e h variao de altura que
o corpo sofre;
- quantidade de calor recebida ou cedida por um
corpo de massa m(c) : Q = m(c)c em que c seu
calor especfico e a variao de temperatura
sofrida pelo corpo;
- eficincia de um refrigerador: e = Q/
Com base no exposto, atenda s solicitaes a
seguir.
a) Calcule o trabalho realizado pelo peso da pedra.
b) Calcule a quantidade de calor cedida pelos 50g
de gua durante a queda da pedra.
c) Calcule o equivalente mecnico do calor que se
pode obter a partir dos resultados desse
experimento.
31. (Fatec 2005) Na tabela possvel ler os valores
do calor especfico de cinco substncias no estado
lquido, e no grfico representada a curva de
aquecimento de 100 g de uma dessas substncias.
A curva de aquecimento representada a
a) da gua. b) do lcool etlico.
c) do cido actico. d) da acetona.
e) do benzeno.
32. (Ufscar 2005) Para completar a higienizao,
uma me ferve o bico da mamadeira e, depois de
retir-lo da gua, aguarda que ela retome a fervura.
Verte, ento, 250 mL dessa gua dentro do copo da
mamadeira, que mantm enrolado em um pano a
fim de "conservar o calor". Aguarda o equilbrio
trmico e ento joga fora a gua.
a) No passado, o copo das mamadeiras era feito de
vidro. Em uma seqncia de aes como a descrita
para escaldar a mamadeira, ao preencher
parcialmente recipientes de vidro com gua quente,
esses podem se partir em dois pedaos, nitidamente
separados na altura em que estava o nvel d'gua:
um pedao contendo a gua aquecida e o outro
seco. Qual o nome do processo fsico relacionado?
Explique a razo da ruptura de frascos de vidro
submetidos a essas condies.
b) Em determinado dia quente a me inicia um dos
seus "processos de esterilizao". Dentro do copo
da mamadeira, que j se encontrava a 32C -
temperatura ambiente - derrama a gua fervente
que, devido localizao geogrfica de seu bairro,
ferve a 98C. Considerando que no houve perda de
calor para o meio externo, se aps o equilbrio a
gua derramada estava a 92C e sabendo que a
densidade da gua 1 g/mL e o calor especfico 1
cal/(g.C), determine a capacidade trmica do copo
da mamadeira.
33. (Puccamp 2005) Uma panela contendo 1 kg de
cozido, com vrios pertences, colocada sobre um
fogareiro que faz com que temperatura do cozido
eleve-se uniformemente de 18C para 54C em 5
minutos. Sabe-se que a gua tem o maior calor
especfico dentre os pertences do cozido, c(gua) =
1,0 cal/gC. Supondo que 60% do cozido seja gua
e desprezando as trocas de calor com o ambiente,
analise as afirmaes seguintes.
I. A potncia do fogareiro menor do que 120 cal/s.
II. A temperatura da panela com 1 kg de cozido sobe
mais rapidamente do que se a panela contivesse
apenas 1 kg de gua.
III. O cozido absorveu mais de 36 kcal durante essa
etapa de aquecimento.
Est correto o que se afirma SOMENTE em
a) I b) II c) III
d) I e II e) I e III
TEXTO PARA AS PRXIMAS 3 QUESTES.
(Puccamp 2005) Se o convidarem para saborear um
belo cozido portugus, certamente a ltima coisa
que experimentar entre as iguarias do prato ser a
batata, pois ao ser colocada na boca sempre
parecer mais quente. ... Mas ser que ela est
sempre mais quente, uma vez que todos os
componentes do prato foram cozidos juntos e
saram ao mesmo tempo da panela? Sabemos que,
ao entrarem em contato, objetos com temperaturas
diferentes tendem a trocar calor at ficarem com a
mesma temperatura. Parece estranho, no? Uma
coisa certa: ao comer o cozido a chance de voc
queimar a boca com a batata muito maior do que
com o pedao de carne. Comprove isso no prximo
cozido que tiver oportunidade de comer.
(Anbal Figueiredo. "Fsica - um outro lado -
calor e temperatura." So Paulo. FTD, 1997)
34. A caracterstica da batata a que se refere o
texto, de permanecer quente por mais tempo do que
os demais pertences do cozido, deve-se ao fato de
que, em relao aos demais, a batata tem
a) maior densidade.
b) maior calor especfico.
c) menor presso interna.
d) menor condutividade trmica.
e) menor ndice de permeabilidade.
35. Uma batata de 100 g sai direto da geladeira
(temperatura interna 6 C) para dentro da panela
com 238 g de gua (calor especfico 1,0 cal/g. C) a
50 C. Depois de algum tempo, quando o equilbrio
trmico atingido, a temperatura da batata 40 C.
Desprezando a troca de calor com o ambiente,
pode-se afirmar corretamente que o calor especfico
da batata , em cal/g. C, igual a
a) 0,54 b) 0,65 c) 0,70
d) 0,80 e) 0,85
36. Uma sala tem 6 m de largura, 10 m de
comprimento e 4 m de altura. Deseja-se refrigerar o
ar dentro da sala. Considere o calor especfico do ar
como sendo 30 J/ (mol K) e use R= 8 J/ (mol K).
a) Considerando o ar dentro da sala como um gs
ideal presso ambiente (P = 10 N/m), quantos
moles de gs existem dentro da sala a 27 C?
b) Qual a quantidade de calor que o refrigerador
deve retirar da massa de ar do item (a) para resfri-
Ia at 17 C?
37. (Ufpe 2005) Com o objetivo de melhorar de uma
contuso, um atleta envolve sua coxa com uma
bolsa com 500 g de gua gelada a 0 C. Depois de
transcorridos 30 min, a temperatura da bolsa de
gua atinge 18 C. Supondo que todo o calor
absorvido pela gua veio da coxa do atleta, calcule a
perda mdia de calor por unidade de tempo, em
cal/s.
a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5
38. (Uff 2005) Um sistema bsico de aquecimento
de gua por energia solar est esquematizado na
figura a seguir. A gua flui do reservatrio trmico
para as tubulaes de cobre existentes no interior
das placas coletoras e, aps captar a energia solar,
volta ao reservatrio pelo outro trecho do
encanamento. A caixa de gua fria alimenta o
reservatrio, mantendo-o sempre cheio.
Suponha que em um determinado instante o
reservatrio tenha em seu interior 200 litros de gua,
em equilbrio trmico.
Dados:
massa especfica da gua = 1,0 kg / litro
calor especfico da gua c = 1,0 cal /g C
1,0 cal = 4,2 J
a) Determine a quantidade de calor absorvida por
esse volume de gua para que sua temperatura
aumente 20 C, supondo que no haja renovao da
gua do reservatrio.
b) Estime o tempo necessrio para este
aquecimento, em horas. Para isto, considere que a
potncia solar incidente nas placas coletoras seja de
4,2 kW e que, devido a perdas, apenas 40% dessa
potncia seja utilizada no aquecimento da gua.
39. (Fuvest 2005) Caractersticas do botijo de gs:
Gs - GLP
Massa total - 13 kg
Calor de combusto - 40 000 kJ/kg
Um fogo, alimentado por um botijo de gs, com as
caractersticas descritas anteriormente, tem em uma
de suas bocas um recipiente com um litro de gua
que leva 10 minutos para passar de 20C a 100C.
Para estimar o tempo de durao de um botijo, um
fator relevante a massa de gs consumida por
hora. Mantida a taxa de gerao de calor das
condies anteriores, e desconsideradas as perdas
de calor, a massa de gs consumida por hora, em
uma boca de gs desse fogo, aproximadamente
a) 8 g b) 12 g c) 48 g
d) 320 g e) 1920 g
40. (Fatec 2005) Uma torneira eltrica tem potncia
constante de 4,2 10 W ou 1,0 10 cal/s. Deseja-
se elevar de 10C a temperatura da gua que passa
por essa torneira. Considerando-se o calor
especfico da gua 1,0 cal/gC, a massa de gua
que dever passar pela torneira num segundo , em
gramas,
a) 10 b) 100 c) 200 d) 400 e) 800
41. (Unifesp 2004) Dois corpos, A e B, com massas
iguais e a temperaturas t = 50 C e t = 10C, so
colocados em contato at atingirem a temperatura
de equilbrio. O calor especfico de A o triplo do de
B. Se os dois corpos esto isolados termicamente, a
temperatura de equilbrio
a) 28C. b) 30C. c) 37C.
d) 40C. e) 45C.
42. (Unicamp 2004) Para resfriar um motor de
automvel, faz-se circular gua pelo mesmo. A gua
entra no motor a uma temperatura de 80C com
vazo de 0,4L/s, e sai a uma temperatura de 95C.
A gua quente resfriada a 80C no radiador,
voltando em seguida para o motor atravs de um
circuito fechado.
a) Qual a potncia trmica absorvida pela gua ao
passar pelo motor? Considere o calor especfico da
gua igual a 4200J/kgC e sua densidade igual a
1000kg/m.
b) Quando um "aditivo para radiador"
acrescentado gua, o calor especfico da soluo
aumenta para 5250 J/kgC, sem mudana na sua
densidade. Caso essa soluo a 80C fosse injetada
no motor em lugar da gua, e absorvesse a mesma
potncia trmica, qual seria a sua temperatura na
sada do motor?
43. (Unicamp 2004) As temperaturas nas grandes
cidades so mais altas do que nas regies vizinhas
no povoadas, formando "ilhas urbanas de calor".
Uma das causas desse efeito o calor absorvido
pelas superfcies escuras, como as ruas asfaltadas e
as coberturas de prdios. A substituio de materiais
escuros por materiais alternativos claros reduziria
esse efeito. A figura mostra a temperatura do
pavimento de dois estacionamentos, um recoberto
com asfalto e o outro com um material alternativo,
ao longo de um dia ensolarado.
a) Qual curva corresponde ao asfalto?
b) Qual a diferena mxima de temperatura entre
os dois pavimentos durante o perodo apresentado?
c) O asfalto aumenta de temperatura entre 8h00 e
13h00. Em um pavimento asfaltado de 10.000 m e
com uma espessura de 0,1 m, qual a quantidade de
calor necessria para aquecer o asfalto nesse
perodo? Despreze as perdas de calor. A densidade
do asfalto 2.300 kg/m e seu calor especfico C =
0,75kJ/kgC.
44. (Unesp 2003) Um cowboy atira contra uma
parede de madeira de um bar. A massa da bala de
prata 2 g e a velocidade com que esta bala
disparada de 200 m/s. assumido que toda a
energia trmica gerada pelo impacto permanece na
bala.
a) Determine a energia cintica da bala antes do
impacto.
b) Dado o calor especfico da prata 234 J/kgC, qual
a variao de temperatura da bala, supondo que
toda a energia cintica transformada em calor no
momento que a bala penetra na madeira?
45. (Enem 2003) A eficincia do fogo de cozinha
pode ser analisada em relao ao tipo de energia
que ele utiliza. O grfico a seguir mostra a eficincia
de diferentes tipos de fogo.
Pode-se verificar que a eficincia dos foges
aumenta
a) medida que diminui o custo dos combustveis.
b) medida que passam a empregar combustveis
renovveis.
c) cerca de duas vezes, quando se substitui fogo a
lenha por fogo a gs.
d) cerca de duas vezes, quando se substitui fogo a
gs por fogo eltrico.
e) quando so utilizados combustveis slidos.
46. (Fuvest 2003) Dois recipientes iguais, A e B,
contm, respectivamente, 2,0 litros e 1,0 litro de
gua temperatura de 20C. Utilizando um
aquecedor eltrico, de potncia constante, e
mantendo-o ligado durante 80s, aquece-se gua do
recipiente A at a temperatura de 60C. A seguir,
transfere-se 1,0 litro de gua de A para B, que passa
a conter 2,0 litros de gua temperatura T. Essa
mesma situao final, para o recipiente B, poderia
ser alcanada colocando-se 2,0 litros de gua a
20C em B e, a seguir, ligando-se o mesmo
aquecedor eltrico em B, mantendo-o ligado durante
um tempo aproximado de
a) 40s b) 60s c) 80s
d) 100s e) 120s
47. (Ufscar 2000) Um dia, o zelador de um clube
mediu a temperatura da gua da piscina e obteve
20C, o mesmo valor para qualquer ponto da gua
da piscina. Depois de alguns dias de muito calor, o
zelador refez essa medida e obteve 25C, tambm
para qualquer ponto do interior da gua. Sabendo-se
que a piscina contm 200m de gua, que a
densidade da gua 1,010kg/m e que o calor
especfico da gua 4,210J/kgC, responda:
a) qual a quantidade de calor absorvida, do
ambiente, pela gua da piscina?
b) por qual processo (ou processos) o calor foi
transferido do ambiente para a gua da piscina e da
gua da superfcie para a gua do fundo? Explique.
48. (Fuvest 2002) Em um processo industrial, duas
esferas de cobre macias, A e B, com raios
R=16cm e R=8cm, inicialmente temperatura de
20C, permaneceram em um forno muito quente
durante perodos diferentes. Constatou-se que a
esfera A, ao ser retirada, havia atingido a
temperatura de 100C. Tendo ambas recebido a
mesma quantidade de calor, a esfera B, ao ser
retirada do forno, tinha temperatura aproximada de
a) 30C b) 60C c) 100C
d) 180C e) 660C
49. (Fuvest 2002) Uma caixa d'gua C, com
capacidade de 100 litros, alimentada, atravs do
registro R, com gua fria a 15C, tendo uma vazo
regulada para manter sempre constante o nvel de
gua na caixa. Uma bomba B retira 3/min de gua
da caixa e os faz passar por um aquecedor eltrico
A (inicialmente desligado). Ao ligar-se o aquecedor,
a gua fornecida, razo de 2/min, atravs do
registro R, para uso externo, enquanto o restante
da gua aquecida retorna caixa para no
desperdiar energia.
No momento em que o aquecedor, que fornece uma
potncia constante, comea a funcionar, a gua, que
entra nele a 15C, sai a 25C. A partir desse
momento, a temperatura da gua na caixa passa
ento a aumentar, estabilizando-se depois de
algumas horas. Desprezando perdas trmicas,
determine, aps o sistema passar a ter temperaturas
estveis na caixa e na sada para o usurio externo:
Dado: 1 cal = 4 J
a) A quantidade de calor Q, em J, fornecida a cada
minuto pelo aquecedor.
b) A temperatura final T, em C, da gua que sai
pelo registro R para uso externo.
c) A temperatura final T, em C, da gua na caixa.
50. (Fuvest 2001) Em uma panela aberta, aquece-se
gua, observando-se uma variao da temperatura
da gua com o tempo, como indica o grfico.
Desprezando-se a evaporao antes da fervura, em
quanto tempo, a partir do comeo da
ebulio, toda a gua ter se esgotado? (Considere
que o calor de vaporizao da gua cerca de
540cal/g)
a) 18 minutos b) 27 minutos c) 36 minutos
d) 45 minutos e) 54 minutos
51. (Fuvest 2001) O processo de pasteurizao do
leite consiste em aquec-lo a altas temperaturas, por
alguns segundos, e resfri-lo em seguida. Para isso,
o leite percorre um sistema, em fluxo constante,
passando por trs etapas:
I) O leite entra no sistema (atravs de A), a 5C,
sendo aquecido (no trocador de calor B) pelo leite
que j foi pasteurizado e est saindo do sistema.
II) Em seguida, completa-se o aquecimento do leite,
atravs da resistncia R, at que ele atinja 80C.
Com essa temperatura, o leite retorna a B.
III) Novamente, em B, o leite quente resfriado pelo
leite frio que entra por A, saindo do sistema (atravs
de C), a 20C.
Em condies de funcionamento estveis, e
supondo que o sistema seja bem isolado
termicamente, pode-se afirmar que a temperatura
indicada pelo termmetro T, que monitora a
temperatura do leite na sada de B,
aproximadamente de
a) 20C b) 25C c) 60C
d) 65C e) 75C
52. (Unesp 2000) A figura mostra as quantidades de
calor Q absorvidas, respectivamente, por dois
corpos, A e B, em funo de suas temperaturas.
a) Determine a capacidade trmica C do corpo A e
a capacidade trmica C do corpo B, em J/C.
b) Sabendo que o calor especfico da substncia de
que feito o corpo B duas vezes maior que o da
substncia de A, determine a razo m/m entre as
massas de A e B.
53. (Fuvest 2000) Uma experincia realizada para
estimar o calor especfico de um bloco de material
desconhecido, de massa m=5,4kg. Em recipiente
de isopor, uma quantidade de gua aquecida por
uma resistncia eltrica R=40, ligada a uma fonte
de 120V, conforme a figura. Nessas condies, e
com os devidos cuidados experimentais medida a
variao da temperatura T da gua, em funo do
tempo t, obtendo-se a reta A do grfico. A seguir,
repete-se a experincia desde o incio, desta vez
colocando o bloco imerso dentro d'gua, obtendo-se
a reta B do grfico.
Dado: c = 4 J/gC, para a gua
a) Estime a massa M, em kg, da gua colocada no
recipiente.
b) Estime o calor especfico c do bloco, explicitando
claramente as unidades utilizadas.
54. (Unicamp 2000) Um escritrio tem dimenses
iguais a 5m5m3m e possui paredes bem isoladas.
Inicialmente a temperatura no interior do escritrio
de 25C. Chegam ento as 4 pessoas que nele
trabalham, e cada uma liga seu microcomputador.
Tanto uma pessoa como um microcomputador
dissipam em mdia 100W cada na forma de calor. O
aparelho de ar condicionado instalado tem a
capacidade de diminuir em 5C a temperatura do
escritrio em meia hora, com as pessoas presentes
e os micros ligados. A eficincia do aparelho de
50%. Considere o calor especfico do ar igual a
1000J/kgC e sua densidade igual a 1,2kg/m.
a) Determine a potncia eltrica consumida pelo
aparelho de ar condicionado.
b) O aparelho de ar condicionado acionado
automaticamente quando a temperatura do
ambiente atinge 27C, abaixando-a para 25C.
Quanto tempo depois da chegada das pessoas no
escritrio o aparelho acionado?
55. (Unesp 2007) Considere seus conhecimentos
sobre mudanas de fase e analise as afirmaes I, II
e III, referentes substncia gua, um recurso
natural de alto valor.
I. Durante a transio de slido para lquido, a
temperatura no muda, embora uma quantidade de
calor tenha sido fornecida gua.
II. O calor latente de condensao da gua tem um
valor diferente do calor latente de vaporizao.
III. Em determinadas condies, a gua pode
coexistir na fase slida, lquida e gasosa.
Pode-se afirmar que
a) apenas a afirmao I correta.
b) apenas as afirmaes I e II so corretas.
c) apenas as afirmaes I e III so corretas.
d) apenas as afirmaes II e III so corretas.
e) as afirmaes I, II e III so corretas.
56. (Ufg 2007) Um lago tem uma camada superficial
de gelo com espessura de 4,0 cm a uma
temperatura de -16 C. Determine em quanto tempo
o lago ir descongelar sabendo que a potncia
mdia por unidade de rea da radiao solar
incidente sobre a superfcie da Terra 320 W/m.
Dados:
Calor especfico do gelo = 0,50 cal/g C
Calor latente de fuso do gelo = 80 cal/g
Densidade do gelo = 1,0 g/cm
1,0 cal 4,0 J
57. (Ufjf 2006) Um bloco de chumbo de 6,68 kg
retirado de um forno a 300C e colocado sobre um
grande bloco de gelo a 0C. Supondo que no haja
perda de calor para o meio externo, qual a
quantidade de gelo que deve ser fundida?
Dados: calor especfico do gelo a 0C = 2100
J/(kg.K)
calor latente de fuso do gelo = 334 x 10 J/kg calor
especfico do chumbo = 230 J/(kg.K)
calor latente de fuso do chumbo = 24,5 x 10 J/kg
temperatura de fuso do chumbo = 327C
TEXTO PARA AS PRXIMAS QUESTES.
(Pucsp 2006) Em 1883, um vapor ingls de nome
Tramandata naufragou no rio Tiet encontrando-se,
hoje, a 22 metros de profundidade em relao
superfcie. O vapor gerado pela queima de lenha na
caldeira fazia girar pesadas rodas laterais, feitas de
ferro, que, ao empurrarem a gua do rio,
movimentavam o barco.
60. Considere que na caldeira do Tramandata
sejam aquecidos 5000 litros de gua inicialmente a
20C. Para que metade dessa gua seja
transformada em vapor d'gua, so necessrios, em
10 joules,
Considere:
- c = 1 cal/gC
- dgua = 1 kg/L
- LVaporizao da gua = 540 cal/g
- 1 cal = 4 J
- no haja perdas de calor
a) 5,4 b) 6,2 c) 7,0
d) 7,5 e) 8,0
61. (Ufu 2006) Na aula de Fsica, o professor
entrega aos estudantes um grfico da variao da
temperatura (em C) em funo do calor fornecido
(em calorias). Esse grfico, apresentado a seguir,
referente a um experimento em que foram
aquecidos 100 g de gelo, inicialmente a -20C, sob
presso atmosfrica constante.
Em seguida, o professor solicita que os alunos
respondam algumas questes. Auxilie o professor
na elaborao do gabarito correto, calculando, a
partir das informaes dadas,
a) o calor especfico do gelo;
b) o calor latente de fuso do gelo;
c) a capacidade trmica da quantidade de gua
resultante da fuso do gelo.
62. (Ufpel 2006) Com base em seus conhecimentos
sobre Termodinmica, assinale a alternativa correta.
a) Duas substncias A e B, de massas iguais,
recebem a mesma quantidade de calor, portanto
sofrem a mesma variao de temperatura.
b) Em um mesmo banho-maria, aquecem-se duas
barras metlicas quaisquer simultaneamente. A
dilatao trmica maior ocorrer na barra mais
longa.
c) O coeficiente de dilatao aparente de um lquido
sempre maior que o coeficiente de dilatao real
do lquido.
d) Se a relao entre os coeficientes de dilatao
linear de dois metais igual a 2, a relao entre os
respectivos coeficientes de dilatao cbica se
mantm.
e) Nas substncias que diminuem de volume
quando passam do estado lquido para o estado
slido, um aumento de presso faz baixar o ponto
de fuso.
63. (Ueg 2006) Fraturas hidrotrmicas esto se
abrindo no fundo do mar atravs das quais gua
muito quente descarregada nos oceanos. A gua
que emerge dessas fraturas a uma profundidade de
2400 m possui uma temperatura de 552 K. Apesar
dessa temperatura, a gua no entra em ebulio
por causa
a) da baixa temperatura das guas profundas dos
oceanos.
b) da alta presso no fundo do oceano.
c) do pequeno volume de gua quente.
d) da transferncia isotrmica de calor.
64. (Pucmg 2006) Na questo a seguir assinale a
afirmativa INCORRETA.
a) Todos os materiais expandem-se quando
aquecidos.
b) A temperatura de fuso de uma substncia
depende da presso.
c) Durante uma mudana de fase, a temperatura
permanece constante.
d) A temperatura em que a gua ferve depende da
presso.
TEXTO PARA AS PRXIMA QUESTES.
(Ufsm 2006) A histria da maioria dos municpios
gachos coincide com a chegada dos primeiros
portugueses, alemes, italianos e de outros povos.
No entanto, atravs dos vestgios materiais
encontrados nas pesquisas arqueolgicas, sabemos
que outros povos, anteriores aos citados,
protagonizaram a nossa histria.
Diante da relevncia do contexto e da
vontade de valorizar o nosso povo nativo, "o ndio",
foi selecionada a rea temtica CULTURA e as
questes foram construdas com base na obra "Os
Primeiros Habitantes do Rio Grande do Sul"
(Custdio, L. A. B., organizador. Santa Cruz do Sul:
EDUNISC; IPHAN, 2004).
"Com a chegada dos jesutas, a cultura do Sul se
ampliou por meio das contribuies trazidas da
Europa."
65. Os ndios missioneiros utilizaram tecnologias
trazidas pelos jesutas, entre elas, a fundio de
metais para construo de ferramentas agrcolas,
armas e utenslios em geral. Para construir um sino
de ferro, foram fundidos 10 kg do metal que se
encontrava inicialmente na temperatura ambiente de
16 C. Se a temperatura de fuso do ferro 1536
C, o calor especfico igual a 0,11 10 cal/kgC, e
o calor latente de fuso do ferro igual a 65 10
cal/kg, a quantidade de energia na forma de calor
utilizada, em quilocalorias (kcal), de
a) 650. b) 1672. c) 2322.
d) 4000. e) 6500.
67. (Pucsp 2006) Um bloco de chumbo de massa
1,0 kg, inicialmente a 227C, colocado em contato
com uma fonte trmica de potncia constante. O
grfico mostra como varia a quantidade de calor
absorvida pelo bloco em funo do tempo.
Considere para o chumbo:
- calor latente de fuso: 6,0 cal/g
- temperatura de fuso: 327C
- calor especfico no estado slido c = 0,03 cal/g C
O bloco de chumbo aquecido at que ocorra sua
fuso completa. O grfico da temperatura em funo
do tempo, que descreve o processo sofrido pelo
chumbo
68. (Unesp 2006) Um aquecedor eltrico fechado
contm inicialmente 1kg de gua a temperatura de
25C e capaz de fornecer 300 cal a cada segundo.
Desconsiderando perdas de calor, e adotando 1
cal/(gC) para o calor especfico da gua e 540 cal/g
para o calor latente, calcule
a) o tempo necessrio para aquecer a gua at o
momento em que ela comea a evaporar.
b) a massa do vapor formado, decorridos 520 s a
partir do instante em que o aquecedor foi ligado.
69. (Fatec 2006) O grfico a seguir a curva de
aquecimento de 10g de uma substncia, presso
de 1 atm.
Analise as seguintes afirmaes :
I. a substncia em questo a gua.
II. o ponto de ebulio desta substncia 80C.
III. o calor latente de fuso desta substncia
20cal/g .
Das afirmaes apresentadas,
a) todas esto corretas.
b) todas esto erradas.
c) somente I e II esto corretas.
d) somente II e III esto corretas.
e) somente I est correta
70. (Uerj 2006) Algumas mquinas do navio operam
utilizando vapor d'gua a temperatura de 300C.
Esse vapor produzido por uma caldeira alimentada
com leo combustvel, que recebe gua a
temperatura de 25C. O grfico a seguir mostra o
comportamento do calor especfico c do vapor
d'gua em funo da temperatura .
a) Considerando as condies descritas, calcule a
quantidade de calor necessria para transformar 1,0
10 g de gua a 25C em vapor a 300C.
b) Admita que:
- a queima de 1 grama do leo utilizado libera
10.000 cal;
- a caldeira, em 1 hora, queima 4.320 g de leo e
seu rendimento de 70%.
Determine a potncia til dessa caldeira.
71. (Ita 2006) Um bloco de gelo com 725 g de
massa colocado num calormetro contendo 2,50 kg
de gua a uma temperatura de 5,0C, verificando-se
um aumento de 64 g na massa desse bloco, uma
vez alcanado o equilbrio trmico. Considere o calor
especfico da gua (c = 1,0 cal/gC) o dobro do calor
especfico do gelo, e o calor latente de fuso do gelo
de 80 cal/g. Desconsiderando a capacidade trmica
do calormetro e a troca de calor com o exterior,
assinale a temperatura inicial do gelo.
a) -191,4C b) -48,6C c) -34,5C
d) -24,3C e) -14,1C
72. (Pucpr 2005) Quando o gelo se derrete, verifica-
se, experimentalmente, que ele deve receber, por
grama, 80 calorias, mantendo-se a temperatura
constante em 0C.
A quantidade de calor, em caloria, para derreter 100
g de gelo de:
a) 800 cal b) 1000 cal c) 100 cal
d) 80 cal e) 8000 cal
73. (Uel 2005) Nas condies usualmente
encontradas no ambiente em que vivemos, a
matria assume trs estados: slido, lquido e
gasoso. A gua, por exemplo, pode ser encontrada
em qualquer desses estados de acordo com a
presso e temperatura do ambiente. Nosso domnio
sobre o ambiente decorre, entre outras coisas, do
fato de que sabemos controlar as mudanas entre
esses estados. De maneira geral, fuso a
transformao que leva uma substncia do estado
slido para o estado lquido. Vaporizao a
transformao que leva uma substncia do estado
lquido para o estado gasoso. Sublimao a
transformao que leva uma substncia diretamente
do estado slido para o estado gasoso. O diagrama
de fases reune em um diagrama de presso x
temperatura, as curvas de fuso, de vaporizao e
de sublimao de uma dada substncia, conforme a
figura a seguir. Com base no diagrama e nos
conhecimentos sobre o tema, correto afirmar:
a) Na regio I, a substncia est no estado gasoso.
Na regio II, a substncia est no estado lquido. Na
regio III, a substncia est no estado slido. No
ponto 1, a substncia est em um estado de
coexistncia de estados slido e gasoso. No ponto
2, a substncia est em um estado de coexistncia
de estados lquido e gasoso. No ponto 3, a
substncia est em um estado de coexistncia de
estados lquido e slido.
b) Na regio I, a substncia est no estado lquido.
Na regio II, a substncia est no estado gasoso. Na
regio III a substncia est no estado slido. No
ponto 1 a substncia est num estado de
coexistncia de estados slido e lquido. No ponto 2
a substncia est num estado de coexistncia de
estados lquido e gasoso. No ponto 3 a substncia
est num estado de coexistncia de estados slido e
gasoso.
c) Na regio I a substncia est no estado gasoso.
Na regio II a substncia est no estado slido. Na
regio III, a substncia est no estado lquido. No
ponto 1, a substncia est em um estado de
coexistncia de estados lquido e gasoso. No ponto
2, a substncia est em um estado de coexistncia
de estados slido e gasoso. No ponto 3, a
substncia est em um estado de coexistncia de
estados lquido e slido.
d) Na regio I, a substncia est no estado slido.
Na regio II, a substncia est no estado lquido. Na
regio III, a substncia est no estado gasoso. No
ponto 1, a substncia est em um estado de
coexistncia de estados slido e gasoso. No ponto
2, a substncia est em um estado de coexistncia
de estados slido e lquido. No ponto 3, a substncia
est em um estado de coexistncia de estados
lquido e gasoso.
e) Na regio I, a substncia est no estado lquido.
Na regio II, a substncia est no estado slido. Na
regio III, a substncia est no estado gasoso. No
ponto 1, a substncia est em um estado de
coexistncia de estados lquido e gasoso. No ponto
2, a substncia est em um estado de coexistncia
de estados slido e lquido. No ponto 3, a substncia
est em um estado de coexistncia de estados
slido e gasoso.
74. (Uel 2005) Normalmente, os materiais dilatam-se
com o aumento da temperatura, inclusive os
lquidos. A gua, contudo, apresenta um
comportamento anmalo, sofre contrao de seu
volume quando sua temperatura aumenta no
intervalo de 0C a 4C, voltando a expandir-se para
temperaturas maiores de 4C. Assim, o volume
mnimo de uma certa quantidade de gua ocorre
temperatura de 4C. A massa especfica da gua a
4C = 1 g/cm, a 0C = 0,99985 g/cm e a
10C = 0,9997 g/cm. Devido a esta
propriedade, nas regies de clima frio, apenas as
superfcies de lagos se congelam no inverno,
formando uma capa protetora e isolante que
conserva a gua, sob ela, no estado lquido, a 4C, a
grandes profundidades. Isto permite a sobrevivncia
da flora e da fauna destas regies. Assinale a
alternativa que explica corretamente o fato de
somente a superfcie dos lagos se congelar a
temperaturas ambientes inferiores a 0C.
a) Quando a temperatura ambiente fica menor que
0C, uma camada da superfcie do lago congela-se,
fazendo o volume (nvel) do lago aumentar. Como a
presso atmosfrica constante, da equao de
Clapeyron decorre que a temperatura debaixo da
camada de gelo deve ser maior que 0C. A grandes
profundidades, devido ao isolamento da camada
superficial de gelo, a gua tende temperatura de
equilbrio, ou seja, 4C.
b) Quando a temperatura ambiente diminui at 0C,
toda a gua do lago tambm atinge a temperatura
de 0C, uniformemente. Comea-se a formar uma
camada de gelo na superfcie, que devido ao calor
latente de solidificao da gua, aquece a gua
debaixo da camada de gelo. Este processo entra em
equilbrio trmico quando o calor latente, fornecido
pela camada de gelo que se formou, aquece a gua
debaixo desta temperatura de equilbrio de 4C.
c) Quando a temperatura ambiente fica menor que
0C, uma camada da superfcie do lago congela-se,
fazendo o volume (nvel) do lago aumentar. Como a
presso a grandes profundidades aumenta, devido
camada de gelo que se formou, da equao de
Clapeyron decorre que a temperatura tambm
aumenta. O equilbrio atingido quando a
temperatura a grandes profundidades atinge 4C,
fazendo com que o volume do lago diminua
novamente. Temos um equilbrio dinmico.
d) Quando a temperatura ambiente fica menor que
0C, uma camada da superfcie do lago congela-se,
fazendo o volume (nvel) do lago diminuir. Como a
presso a grandes profundidades diminui, devido
camada de gelo que se formou, vemos da equao
de Clapeyron que a temperatura tambm aumenta.
O equilbrio atingido quando a temperatura a
grandes profundidades atinge 4C, fazendo com que
o volume do lago diminua novamente. Temos um
equilbrio dinmico.
e) Quando a temperatura ambiente cai abaixo de
4C, a gua a 4C mais densa e se acumula no
fundo do lago. Quando a temperatura ambiente fica
menor que 0C, a gua da superfcie congela-se e
flutua, isolando a gua ainda no estado lquido, com
temperatura acima da temperatura da superfcie do
lago.
75. (Unesp 2005) Uma quantidade de 1,5 kg de
certa substncia encontra-se inicialmente na fase
slida, temperatura de -20C. Em um processo a
presso constante de 1,0 atm, ela levada fase
lquida a 86C. A potncia necessria nessa
transformao foi de 1,5 kJ/s. O grfico na figura
mostra a temperatura de cada etapa em funo do
tempo.
Calcule
a) o calor latente de fuso L(f).
b) o calor necessrio para elevar a temperatura de
1,5kg dessa substncia de 0 a 86C.
76. (Unesp 2005) Nos quadrinhos da tira, a me
menciona as fases da gua conforme a mudana
das estaes.
Entendendo "boneco de neve" como sendo "boneco
de gelo" e que com o termo "evaporou" a me se
refira transio gua vapor, pode-se supor que
ela imaginou a seqncia gelo gua vapor
gua.
As mudanas de estado que ocorrem nessa
seqncia so
a) fuso, sublimao e condensao.
b) fuso, vaporizao e condensao.
c) sublimao, vaporizao e condensao.
d) condensao, vaporizao e fuso.
e) fuso, vaporizao e sublimao.
77. (Fgv 2005) Um suco de laranja foi preparado em
uma jarra, adicionando-se a 250 mL de suco de
laranja a 20C, 50 g de gelo fundente. Estabelecido
o equilbrio trmico, a temperatura do suco gelado
era, em C, aproximadamente,
Dados:
calor especfico da gua = 1 cal/gC
calor especfico do suco de laranja = 1 cal/gC
densidade do suco de laranja = 1 10 g/L
calor latente de fuso do gelo = 80 cal/g
a) 0,5. b) 1,2. c) 1,7.
d) 2,4. e) 3,3.
78. (Puccamp 2005) O diagrama de estado fsico
para certa substncia est representado a seguir.
A mudana de estado fsico denominada sublimao
pode ocorrer
a) somente no ponto H.
b) somente no ponto T.
c) em pontos da curva HT.
d) em pontos da curva TR.
e) em pontos da curva TS.
79. (Ufg 2005) Um bloco de gelo de massa 50 g,
contendo no seu centro uma pequena esfera de
volume 1 cm e densidade 5 g/cm, flutua na
superfcie da gua a 0 C contida em um
calormetro. Atravs de uma resistncia eltrica no
interior do sistema, um fluxo constante de calor de
40 cal/s transferido para o gelo. Supondo que o
gelo derreta-se por igual em todas as superfcies,
por quanto tempo ele permanecer flutuando?
Dados:
Densidade do gelo = 0,9 g/cm
Densidade da gua = 1,0 g/cm
Calor latente de fuso do gelo = 80 cal/g
80. (Ufg 2005) Um recipiente de material
termicamente isolante contm 300 g de chumbo
derretido sua temperatura de fuso de 327 C.
Quantos gramas de gua fervente devem ser
despejados sobre o chumbo para que, ao final do
processo, toda a gua tenha se evaporado e o metal
solidificado encontre-se a 100 C? Suponha que a
troca de calor d-se exclusivamente entre a gua e
o chumbo.
Dados:
Calor latente de vaporizao da gua = 540 cal/g
Calor latente de fuso do chumbo = 5,5 cal/g
Calor especfico 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
81. (Uerj 2005) O supermercado necessita
diariamente de gelo em escamas. A potncia P
dissipada pela mquina empregada para fabric-lo
de 360 cal/s.
Sabendo que a temperatura da gua ao entrar na
mquina de 20C, determine:
a) o calor liberado por 150 kg de gua ao ser
transformada integralmente em gelo a - 3C;
b) a energia dissipada pela mquina, em joules, em
5 h de funcionamento.
82. (Uerj 2005) Quatro esferas metlicas e macias,
E, E, E e E, todas com a mesma massa, so
colocadas simultaneamente no interior de um
recipiente contendo gua em ebulio.
A tabela a seguir indica o calor especfico e a massa
especfica do metal que constitui cada esfera.
Atingido o equilbrio trmico, essas esferas so
retiradas da gua e colocadas imediatamente na
superfcie de um grande bloco de gelo que se
encontra na temperatura de fuso.
A esfera que fundiu a maior quantidade de gelo e a
esfera que produziu a cavidade de menor dimetro
no bloco de gelo so, respectivamente:
a) E ; E b) E ; E c) E ; E
d) E ; E
83. (Unifesp 2004) Atualmente, o laser de CO tem
sido muito aplicado em microcirurgias, onde o feixe
luminoso utilizado no lugar do bisturi de lmina. O
corte com o laser efetuado porque o feixe provoca
um rpido aquecimento e evaporao do tecido, que
constitudo principalmente de gua. Considere um
corte de 2,0 cm de comprimento, 3,0 mm de
profundidade e 0,5 mm de largura, que
aproximadamente o dimetro do feixe. Sabendo que
a massa especfica da gua 10 kg/m, o calor
especfico 4,2.10 J/kg.K e o calor latente de
evaporao 2,3.10 J/kg,
a) estime a quantidade de energia total consumida
para fazer essa inciso, considerando que, no
processo, a temperatura do tecido se eleva 63C e
que este constitudo exclusivamente de gua.
b) Se o corte efetuado a uma velocidade de 3,0
cm/s, determine a potncia do feixe, considerando
que toda a energia fornecida foi gasta na inciso.
84. (Unifesp 2004) Em dias muito quentes e secos,
como os do ltimo vero europeu, quando as
temperaturas atingiram a marca de 40C, nosso
corpo utiliza-se da transpirao para transferir para o
meio ambiente a energia excedente em nosso
corpo. Atravs desse mecanismo, a temperatura de
nosso corpo regulada e mantida em torno de 37C.
No processo de transpirao, a gua das gotas de
suor sofre uma mudana de fase a temperatura
constante, na qual passa lentamente da fase lquida
para a gasosa, consumindo energia, que cedida
pelo nosso corpo. Se, nesse processo, uma pessoa
perde energia a uma razo de 113 J/s, e se o calor
latente de vaporizao da gua de 2,26 x 10 J/g,
a quantidade de gua perdida na transpirao pelo
corpo dessa pessoa, em 1 hora, de
a) 159 g. b) 165 g. c) 180 g.
d) 200 g. e) 225 g.
85. (Unesp 2004) Duas peas metlicas de massas
iguais, uma de ferro e a outra de chumbo,
inicialmente a 100C, so colocadas em contacto
trmico com um grande bloco de gelo a 0C. Aps o
equilbrio trmico das peas com o gelo, o calor
fornecido pela pea de ferro deixa m(F) gramas de
gelo fundido, enquanto que o calor fornecido pela
pea de chumbo deixa m(C) gramas de gelo
fundido. O calor especfico do ferro vale
aproximadamente 0,45 J/g.C e o do chumbo, 0,15
J/g.C.
a) Qual o valor da razo m(F)/m(C)?
b) Sabendo que m(F) = 90 g e que o calor latente de
fuso do gelo vale 320 J/g, qual o valor da massa M
de cada pea metlica?
86. (Unesp 2004) Um recipiente de capacidade
trmica desprezvel e isolado termicamente contm
25 kg de gua temperatura de 30C.
a) Determine a massa de gua a 65C que se deve
despejar no recipiente para se obter uma mistura em
equilbrio trmico temperatura de 40C.
b) Se, em vez de 40C, quisssemos uma
temperatura final de 20C, qual seria a massa de
gelo a 0C que deveramos juntar aos 25 kg de gua
a 30C?
Considere o calor especfico da gua igual a 4,0
J/g.C e o calor latente de fuso do gelo igual a 320
J/g.
87. (Unesp 2004) A figura mostra os grficos das
temperaturas em funo do tempo de aquecimento,
em dois experimentos separados, de dois slidos, A
e B, de massas iguais, que se liquefazem durante o
processo. A taxa com que o calor transferido no
aquecimento constante e igual nos dois casos.
Se T e T forem as temperaturas de fuso e L e
L os calores latentes de fuso de A e B,
respectivamente, ento
a) T > T e L > L. b) T > T e L = L.
c) T > T e L < L. d) T < T e L > L.
e) T < T e L = L.
88. (Fuvest 2004)
Um recipiente de isopor, que um bom isolante
trmico, tem em seu interior gua e gelo em
equilbrio trmico. Num dia quente, a passagem de
calor por suas paredes pode ser estimada, medindo-
se a massa de gelo Q presente no interior do isopor,
ao longo de algumas horas, como representado no
grfico. Esses dados permitem estimar a
transferncia de calor pelo isopor, como sendo,
aproximadamente, de
Calor latente de fuso do gelo 320 kJ/kg
a) 0,5 kJ/h b) 5 kJ/h c) 120 kJ/h
d) 160 kJ/h e) 320 kJ/h
89. (Unifesp 2003) Sobrefuso o fenmeno em
que um lquido permanece nesse estado a uma
temperatura inferior de solidificao, para a
correspondente presso. Esse fenmeno pode
ocorrer quando um lquido cede calor lentamente,
sem que sofra agitao. Agitado, parte do lquido
solidifica, liberando calor para o restante, at que o
equilbrio trmico seja atingido temperatura de
solidificao para a respectiva presso. Considere
uma massa de 100 g de gua em sobrefuso a
temperatura de -10C e presso de 1 atm, o calor
especfico da gua de 1 cal/gC e o calor latente de
solidificao da gua de -80 cal/g. A massa de gua
que sofrer solidificao se o lquido for agitado ser
a) 8,7 g. b) 10,0 g. c) 12,5 g.
d) 50,0 g. e) 60,3 g.
90. (Unesp 2002) Uma garrafa trmica contm
inicialmente 450g de gua a 30C e 100g de gelo na
temperatura de fuso, a 0C. Considere o calor
especfico da gua igual a 4,0J/(gC) e o calor
latente de fuso do gelo igual a 320J/g.
a) Qual ser a quantidade de calor necessria para
fundir o gelo dentro da garrafa?
b) Supondo ideal o isolamento trmico da garrafa e
desprezando a capacidade trmica de suas paredes
internas, qual ser a temperatura final da gua
contida no seu interior, quando o equilbrio trmico
for atingido?
91. (Unifesp 2002) Os lquidos podem transformar-
se em vapor por evaporao ou ebulio. Enquanto
a evaporao um fenmeno espontneo, restrito
superfcie do lquido e que pode ocorrer a
temperatura e presso ambientes, a ebulio ocorre
em todo o lquido, sob condies de presso e
temperatura determinadas para cada lquido. Mas
ambas as transformaes, para se efetivarem,
exigem o consumo da mesma quantidade de calor
por unidade de massa transformada.
a) Quando as roupas so estendidas nos varais, ou
a gua no piso molhado de um ambiente puxada
pelo rodo, tem-se por objetivo apressar a secagem -
transformao da gua em vapor - dessas roupas ou
do piso. Qual a causa comum que se busca
favorecer nesses procedimentos? Justifique.
b) Avalia-se que a rea da superfcie da pele de uma
pessoa adulta seja, em mdia, da ordem de 1,0m.
Suponha que, ao sair de uma piscina, uma pessoa
retenha junto pele uma camada de gua de
espessura mdia 0,50mm. Qual a quantidade de
calor que essa camada de gua consome para
evaporar? Que relao tem esse clculo com a
sensao de frio que sentimos quando estamos
molhados, mesmo em dias quentes? Justifique.
Dados: densidade da gua = 1000kg/m;
calor latente de vaporizao da gua = 2300kJ/kg.
92. (Ufscar 2002) Um exerccio sobre trocas de calor
propunha que 235 g de gua, a temperatura de 25C
e a presso de 1 atm, fossem misturadas a 63 g de
gelo, temperatura de -18C, num calormetro ideal
mantido sob agitao. Para resolv-lo, um estudante
testou as cinco hipteses seguintes:
onde:
m = massa que sofre mudana de fase e
t = temperatura de equilbrio.
a) Considerando que os clculos realizados pelo
estudante estejam corretos, justifique qual das
hipteses acima fornece um resultado possvel de
ocorrer experimentalmente, nas condies
propostas pelo exerccio.
b) Sabendo-se que a temperatura de fuso do gelo
inversamente proporcional presso, explique o que
ocorreria com a temperatura de equilbrio e com a
massa da substncia que sofre mudana de fase, se
a presso no calormetro fosse superior a 1 atm.
Suponha que os valores dos calores especficos e
dos calores latentes especficos no dependam da
presso e da temperatura.
93. (Unesp 2001) O glio um metal cujo ponto de
fuso 30C, presso normal; por isso, ele pode
liquefazer-se inteiramente quando colocado na
palma da mo de uma pessoa. Sabe-se que o calor
especfico e o calor latente de fuso do glio so,
respectivamente, 410J/(kg.C) e 80000J/kg.
a) Qual a quantidade de calor que um fragmento de
glio de massa 25g, inicialmente a 10C, absorve
para fundir-se integralmente quando colocado na
mo de uma pessoa?
b) Construa o grfico t(C)Q(J) que representa
esse processo, supondo que ele comece a 10C e
termine quando o fragmento de glio se funde
integralmente.
94. (Unesp 2001) Uma estudante pe 1,0L de gua
num recipiente graduado, a temperatura ambiente
de 20C, e o coloca para ferver num fogo de
potncia constante. Quando retira o recipiente do
fogo, a gua pra de ferver e a estudante nota que
restaram 0,80L de gua no recipiente.
Despreze o calor absorvido pelo recipiente, a sua
dilatao e a dilatao da gua.
a) Faa o esboo do grfico t(C)Q(J) que
representa esse aquecimento, onde t(C) a
temperatura da gua contida no recipiente e Q(J) a
quantidade de calor absorvida pela gua. Coloque,
pelo menos, os pontos correspondentes
temperatura inicial, temperatura e quantidade de
calor absorvida no incio da ebulio e temperatura
e quantidade de calor quando a gua retirada do
fogo.
b) Suponha que toda a gua que falta tenha sido
vaporizada. Qual a energia desperdiada nesse
processo? Justifique.
So dados:
Calor especfico da gua = 4200 J/(kg.C).
Calor latente de vaporizao da gua:
Lv=2300000J/kg.
Densidade (massa especfica) da gua=1000kg/m.
1m = 1000 L.
Temperatura de ebulio da gua na regio=100C.
95. (Fuvest 2000) Em um copo grande,
termicamente isolado, contendo gua temperatura
ambiente (25C), so colocados 2 cubos de gelo a
0C. A temperatura da gua passa a ser,
aproximadamente, de 1C. Nas mesmas condies
se, em vez de 2, fossem colocados 4 cubos de gelo
iguais aos anteriores, ao ser atingido o equilbrio,
haveria no copo
a) apenas gua acima de 0C
b) apenas gua a 0C
c) gelo a 0C e gua acima de 0C
d) gelo e gua a 0C
e) apenas gelo a 0C
96. (Ufpr 2007) Com relao aos processos de
transferncia de calor, considere as seguintes
afirmativas:
1. A conduo e a conveco so processos que
dependem das propriedades do meio material no
qual ocorrem.
2. A conveco um processo de transmisso de
calor que ocorre somente em metais.
3. O processo de radiao est relacionado com a
propagao de ondas eletromagnticas.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 verdadeira.
b) Somente a afirmativa 2 verdadeira.
c) Somente a afirmativa 3 verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 3 so verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 3 so verdadeiras.
97. (Ufjf 2006) H pessoas que preferem um copo
de cerveja com colarinho e outras sem o colarinho.
O colarinho espuma que contm ar em seu
interior. Considere que a cerveja seja colocada num
copo com isolamento trmico. Do ponto de vista
fsico, a funo do colarinho pode ser:
a) apenas esttica.
b) a de facilitar a troca de calor com o meio.
c) a de atuar como um condutor trmico.
d) a de atuar como um isolante trmico.
e) nenhuma.
98. (Ufms 2006) Em uma sauna, ligada h muito
tempo de forma que a temperatura permanea
constante, uma pessoa sente queimar a pele
quando se encosta numa cabea de prego mal
cravado na madeira. No entanto, o ar dentro da
sauna no lhe queima a pele. Assinale a(s)
alternativa(s) correta(s).
(01) A cabea do prego queima a pele mais do que
o ar porque est a uma temperatura maior que a do
ar dentro da sauna.
(02) A cabea do prego queima a pele mais do que
o ar porque o material do prego mais condutor de
calor que o ar.
(04) A cabea do prego queima a pele mais do que
o ar porque o calor especfico do prego maior que
o do ar contido na sauna.
(08) A cabea do prego queima a pele mais do que
o ar porque est a uma temperatura maior e
transfere calor mais rapidamente do que a
temperatura do ar.
(16) A cabea do prego queima a pele mais do que
o ar porque o ar melhor isolante trmico que o
material do prego.
99. (Ufpe 2006) Deseja-se isolar termicamente uma
sala de modo que as paredes devem permitir uma
transmisso mxima de calor, por unidade de rea,
de 10 W/m. Sabendo-se que o interior da sala
mantido temperatura de 20C e o exterior atinge
uma temperatura mxima de 35C, calcule a
espessura mnima de l, em centmetros, que deve
ser usada nas paredes. O coeficiente de
condutividade trmica da l k=0,04 W/mK.
100. (Unifesp 2006) O SI (Sistema Internacional de
unidades) adota como unidade de calor o joule, pois
calor energia. No entanto, s tem sentido falar em
calor como energia em trnsito, ou seja, energia que
se transfere de um corpo a outro em decorrncia da
diferena de temperatura entre eles. Assinale a
afirmao em que o conceito de calor est
empregado corretamente.
a) A temperatura de um corpo diminui quando ele
perde parte do calor que nele estava armazenado.
b) A temperatura de um corpo aumenta quando ele
acumula calor.
c) A temperatura de um corpo diminui quando ele
cede calor para o meio ambiente.
d) O aumento da temperatura de um corpo um
indicador de que esse corpo armazenou calor.
e) Um corpo s pode atingir o zero absoluto se for
esvaziado de todo o calor nele contido.
101. (Pucsp 2005) Calor uma forma de energia
que se transfere de um corpo para outro em virtude
de uma diferena de temperatura entre eles. H trs
processos de propagao de calor: conduo,
conveco e radiao.
Em relao transferncia de calor, afirma-se que:
I. Em dias frios, os pssaros costumam eriar suas
penas para acumular ar entre elas. Nesse caso, o ar
acumulado constitui-se em um bom isolante trmico
diminuindo as trocas de calor, por conduo, com o
ambiente.
II. Correntes de conveco na atmosfera costumam
ser aproveitadas por avies planadores e asas delta
para ganharem altura. Tais correntes so originadas
por diferenas de temperaturas entre duas regies
quaisquer da Terra.
III. As paredes internas das garrafas trmicas so
espelhadas com o objetivo de diminuir as trocas de
calor por radiao.
Est correto o que se afirma em
a) I, II e III. b) apenas I e II.
c) apenas I e III. d) apenas II e III.
e) apenas III.
102. (Ufg 2005) Estufas rurais so reas limitadas
de plantao cobertas por lonas plsticas
transparentes que fazem, entre outras coisas, com
que a temperatura interna seja superior externa.
Isso se d porque:
a) o ar aquecido junto lona desce por conveco
at as plantas.
b) as lonas so mais transparentes s radiaes da
luz visvel que s radiaes infravermelhas.
c) um fluxo lquido contnuo de energia se
estabelece de fora para dentro da estufa.
d) a expanso do ar expulsa o ar frio para fora da
estufa.
e) o ar retido na estufa atua como um bom condutor
de calor, aquecendo o solo.
103. (Ufscar 2003) Quando se coloca ao sol um
copo com gua fria, as temperaturas da gua e do
copo aumentam. Isso ocorre principalmente por
causa do calor proveniente do Sol, que transmitido
gua e ao copo, por
a) conduo, e as temperaturas de ambos sobem
at que a gua entre em ebulio.
b) conduo, e as temperaturas de ambos sobem
continuamente enquanto a gua e o copo
continuarem ao sol.
c) conveco, e as temperaturas de ambos sobem
at que o copo e a gua entrem em equilbrio
trmico com o ambiente.
d) irradiao, e as temperaturas de ambos sobem
at que o calor absorvido seja igual ao calor por eles
emitido.
e) irradiao, e as temperaturas de ambos sobem
continuamente enquanto a gua e o copo
continuarem a absorver calor proveniente do sol.
104. (Uel 2003) Embalagens tipo "longa vida"
(abertas, com a parte interna voltada para cima,
embaixo das telhas) podem ser utilizadas como
material isolante em telhados de amianto, que no
vero atingem temperaturas de 70C. Sobre essa
utilizao do material, correto afirmar:
a) O calor emitido pelas telhas de amianto
absorvido integralmente pelo "forro longa vida".
b) O calor especfico do "forro longa vida" muito
pequeno, e por isso sua temperatura constante,
independentemente da quantidade de calor que
recebe da telha de amianto.
c) A superfcie de alumnio do "forro longa vida"
reflete o calor emitido pelas telhas de amianto.
d) A camada de papelo da embalagem tipo "longa
vida" isola o calor emitido pelas telhas de amianto,
pois sua capacidade trmica absorve a temperatura.
e) A superfcie de alumnio do "forro longa vida"
um isolante trmico do calor emitido pelas telhas de
amianto, pois est revestida por uma camada de
plstico.
105. (Unifesp 2002) Quando se mede a temperatura
do corpo humano com um termmetro clnico de
mercrio em vidro, procura-se colocar o bulbo do
termmetro em contato direto com regies mais
prximas do interior do corpo e manter o termmetro
assim durante algum tempo, antes de fazer a leitura.
Esses dois procedimentos so necessrios porque
a) o equilbrio trmico s possvel quando h
contato direto entre dois corpos e porque demanda
sempre algum tempo para que a troca de calor entre
o corpo humano e o termmetro se efetive.
b) preciso reduzir a interferncia da pele, rgo
que regula a temperatura interna do corpo, e porque
demanda sempre algum tempo para que a troca de
calor entre o corpo humano e o termmetro se
efetive.
c) o equilbrio trmico s possvel quando h
contato direto entre dois corpos e porque preciso
evitar a interferncia do calor especfico mdio do
corpo humano.
d) preciso reduzir a interferncia da pele, rgo
que regula a temperatura interna do corpo, e porque
o calor especfico mdio do corpo humano muito
menor que o do mercrio e do vidro.
e) o equilbrio trmico s possvel quando h
contato direto entre dois corpos e porque preciso
reduzir a interferncia da pele, rgo que regula a
temperatura interna do corpo.
106. (Ufscar 2001) Um grupo de amigos compra
barras de gelo para um churrasco, num dia de calor.
Como as barras chegam com algumas horas de
antecedncia, algum sugere que sejam envolvidas
num grosso cobertor para evitar que derretam
demais. Essa sugesto
a) absurda, porque o cobertor vai aquecer o gelo,
derretendo-o ainda mais depressa.
b) absurda, porque o cobertor facilita a troca de
calor entre o ambiente e o gelo, fazendo com que
ele derreta ainda mais depressa.
c) incua, pois o cobertor no fornece nem
absorve calor ao gelo, no alterando a rapidez com
que o gelo derrete.
d) faz sentido, porque o cobertor facilita a troca de
calor entre o ambiente e o gelo, retardando o seu
derretimento.
e) faz sentido, porque o cobertor dificulta a troca de
calor entre o ambiente e o gelo, retardando o seu
derretimento.
107. (Enem 2006) A Terra cercada pelo vcuo
espacial e, assim, ela s perde energia ao irradi-la
para o espao. O aquecimento global que se verifica
hoje decorre de pequeno desequilbrio energtico,
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 necessria para
transformar 1 kg de gelo a 0C em gua lquida seja
igual a 3,2 10 J. Se toda a energia acumulada
anualmente fosse usada para derreter o gelo nos
plos (a 0C), a quantidade de gelo derretida
anualmente, em trilhes de toneladas, estaria entre
a) 20 e 40. b) 40 e 60. c) 60 e 80.
d) 80 e 100. e) 100 e 120.
GABARITO
1. [E]
2. a) 4,54 10N/m b) 280 cal
3. a) reduo de 0,66% b) m 0,055kg
4. Q = m.c.
(8750.48000) = 500000000.4,2.
(420000000) = 500000000.4,2.
(42) = 50.4,2.
10 = 50.
10/50 =
= 0,2 C
5. [D] 6. [D]
7. t = 10,4 min
8. [C] 9. [E] 10. [A]
11. [B] 12. [B] 13. [B]
14. [C] 15. [C] 16. [D]
17. [D] 18. [A] 19. [D]
20. [C] 21. 56 s.
22. a) 32C. b) 0,5 cal/g C.
23. 01 + 02 + 08 + 16 = 27
24. [C]
25. Numa troca de calor o somatrio das trocas de
calor entre os participantes da troca zero.
98.1.[T- 0]+8.0,25.[T-400]+10.0,2.(50 -100)=0
Simplificando e resolvendo essa equao, obtem-se:
100.T - 800 - 100 = 0;
T = 9C
26. [B]
Q = m.cT = 2500.1.(35-21)
Q = 2500.14 = 35000 cal = 35 kcal
27. [E] 28. [D] 29. [A]
Como uma troca de calor: Qcafe + Qleite = 0
m.cT + m.c.T = 0
20.0,5.(T - 20) + 100.0,6.(T - 90) = 0
10.(T - 20) + 60.(T - 90) = 0
T - 20 + 6.T - 540 = 0
7.T - 560 = 0
T = 560/7 = 80C
30. a) O trabalho realizado pelo peso da pedra
= (mp) . g . h = 10 . 10 . 100 = 10000 J
b) A quantidade de calor cedida pela gua
Q = (ma) . c . = 50 . 1 . ( 5 - 25 ) = -1000 cal
c) Como a eficincia a relao e = Q/, temos que
Q = e (onde Q e devem ser expressos numa
mesma unidade de energia). Para transformar Q(cal)
em Q(J), devemos fazer
Q(J) = Q(cal) Eq, onde Eq o equivalente
mecnico do calor. Desta forma teremos
Q(cal) Eq = e (J)
Logo, Eq = e (J)/ Q(cal)
Eq = 0,4 . 10.000 J/1.000 cal;
logo, Eq = 4 J/cal
Resultados vlidos
1.000 cal = 0,4 . 10.000 J ; logo, 1 cal = 4 J
31. [E]
32. a) Dilatao trmica. Levando-se em conta que o
vidro mau condutor de calor ocorrem dilataes
desiguais, e isto produz a ruptura.
b) 25 cal/C
33. [D] 34. [B] 35. [C]
36. a) 1 10 mols b) 3 10 J
37. [E]
38. a) 4,0 10 cal. b) 2,77 h.
39. [C] 40. [B] 41. [D]
42. a) 25200 W b) 92C
43. a) a curva A b) 10C no mesmo horrio
c) 4,3.10kJ
44. a) 40J b) 85,5C
45. [C] 46. [A]
47. a) 4,2 . 10 J
b) O Sol aquece a gua da superfcie da piscina por
radiao, em seguida o calor flui por conduo da
superfcie at o fundo da piscina.
48. [E]
49. a) 120 000 J b) 30 C c) 20 C
50. [E] 51. [D]
52. a) C = 7,5 J/C C = 5 J/C b) m/m = 3
53. a) M = 4,32 kg b) c = 0,8 J/g.C
54. a) 2100 W b) 3,75 min
55. [C]
56. Para uma superfcie de 1 m
V(gelo) = 1 m.0,04 m = 0,04 m = 40000 cm
m(gelo) = d.V = 1.40000 = 40000 g
Q(aquecimento) = m.cT
Q(aquecimento) = 40000.0,5.16 = 320000 cal
Q(fuso) = m.L
Q(fuso) = 40000.80 = 3200000 cal
Q(total) = 320000 + 3200000 = 3520000 cal
1 cal = 4 J ==> Q(total) = 14080000 J
Potncia = Q(total)/tempo
tempo = Q(total)/Potncia
tempo = 14080000/320 = 44000 s = 12 h 12 min
57. Q(resfriamento do chumbo) + Q(fuso do gelo) =
0
(m.c.T) + (m.L) = 0
6,68.230.(-300) + m.(334.10) = 0
-460920 + 334000.m = 0
334000.m = 460920
m = 460920/334000
m = 1,38 kg
60. [C]
61. a) O primeiro trecho de grfico corresponde ao
aquecimento do gelo. Pela equao fundamental do
calor sensvel, Q = m.c.T temos:
1000 = 100.c.20 ==> c = 0,5 cal/g.C
b) O segundo trecho, uma linha horizontal sobre o
eixo das abscissas, corresponde a fuso do gelo.
Pela equao: Q = m.L temos:
8000 = 100.L ==> L = 80 cal/g
c) O terceiro e ltimo trecho do diagrama
corresponde ao aquecimento da gua provinda da
fuso do gelo. A capacidade trmica dada pelo
produto entre a massa e o calor especfico sensvel,
ou seja, C = m.c. De onde vem:
C = 100.1 = 100 cal/C
62. [E] 63. [B] 64. [A]
65. [C] 66. [E] 67. [D]
68. a) 250s b) 150g
69. [D]
70. a) Q = 7,4 10 cal b) P = 8,4 10 cal/s
71. [B]
Troca de calor:
Q(gelo) + Q(agua) + Q(gua congelada) = 0
725.0,5.(0-x) + 2500.1.(0-5) + 64.(-80) = 0
-362,5.x - 12500 - 5120 = 0
-362,5.x = 17620
x = -17620/362,5 = -48,6C
72. [E] 73. [A] 74. [E]
75. a) 330 kJ/kg b) 540 kJ
76. [B] 77. [E] 78. [C]
79. Permanecer flutuando por 28 s.
80. [E]
81. a) 15.225 kcal b) 2,6 10 J
82. [C]
83. a) 77 J b) 115 W
84. [C]
85. a) 3 b) 640 g
86. a) 10 kg b) 2,5 kg
87. [C] 88. [D] 89. [C]
90. a) Q = 32000J. b) 10C.
91. a) O favorecimento da evaporao atravs da
amplificao da superfcie livre da gua.
b) 1150 kJ.
Devido a perda de energia trmica, utilizada para
vaporizar a camada de gua de sua pele.
92. a) Clculo da energia trmica perdida pela gua
para atingir 0C:
Q = m c
Q = 235 . 1,0 . (0 - 25)
Q = - 5.875 cal
Clculo da energia trmica necessria para o
aquecimento at 0C e fuso do gelo:
Q = m c + m L
Q = 63 . 0,5 . [0 - (-18)] + 63 . 80
Q = 5.607 cal
Temos uma "sobra" de 268 cal para o aquecimento
do sistema que gua a 0C.
Q = m c
268 = (63 + 235) . 1,0 . ( - 0)
= 0,9C
Portanto a hiptese 2 fornece um resultado possvel
de ocorrer experimentalmente, nas condies
propostas pelo exerccio.
b) A temperatura de equilbrio seria menor do que
0,9C, pois a temperatura de fuso do gelo funo
decrescente da presso. A massa da substncia que
sofre mudana de fase no muda.
93. a) Q = 2205 J
b) Observe o grfico a seguir:
94. a) Observe o grfico a seguir:
b) Admitindo-se que a "energia desperdiada citada
no enunciado seja o calor fornecido ao sistema para
vaporizar 0,20L de gua, o clculo da quantidade de
calor :
m . Lv = 0,20 . 2300000 = 460000
Q = 460 kJ
95. [D] 96. [D] 97. [D]
98. 18 ==> 16 e 2
99. L = 0,06m = 6 cm.
100. [C] 101. [A] 102. [B]
103. [D] 104. [C] 105. [B]
106. [E] 107. [B]