Calor Sensível – Lista Básica

Prof. Vogt

1. Qual a quantidade de calor que deve ser fornecida a uma panela de ferro de 300 g para que sua temperatura seja elevada de 20ºC para 130ºC? Considere o calor específico da panela como c = 0,1cal/g ºC. a) 2300cal b) 2750cal c) 3175cal d) 3300cal e) 3500cal 2. Fornece-se a uma placa de vidro 1680cal e observa-se que sua temperatura aumenta de 20ºC para 80 °C. Qual a massa da placa de vidro? Considere, para o calor específico do vidro, o valor 0,2 cal/g °C. a) 80g b) 95g c) 125g d) 140g e) 175g 3. (VUNESP) Um bloco de 600 g de prata, inicialmente a 20 °C, é aquecido até 70 °C, ao receber 1680 calorias. Determine: a) o calor específico da prata. b) a capacidade térmica desse bloco de prata; 4. (MACK) Um bloco de cobre (c = 0,094 cal/gºC) de 1,2kg é colocado num forno até atingir o equilíbrio térmico. Nessa situação, o bloco recebeu 12972 cal. A variação da temperatura sofrida, na escala Celsius, é de: a) 60ºC b) 115ºC c) 207ºC d) 239ºC e) 347ºC 5. (UFSE) A tabela abaixo apresenta a massa m de cinco objetos de metal, com seus respectivos calores específicos sensíveis c.

METAL c(cal/gºC) m(g)

Alumínio 0,217 100

Ferro 0,113 200

Cobre 0,093 300

Prata 0,056 400

Chumbo 0,031 500

O objeto que tem maior capacidade térmica é o de: a) alumínio b) ferro c) cobre d) prata e) chumbo 6. (UFPR) Durante o eclipse, em uma das cidades na zona de totalidade, Criciúma-SC, ocorreu uma queda de temperatura de 8,0ºC. (Zero Horas – 04/11/1994) Sabendo que o calor específico sensível da água é 1,0 cal/gºC, a quantidade de calor liberada por meio litro de água, ao reduzir sua temperatura de 8,0ºC, é: a) 80 cal b) 125 cal c) 4000 cal d) 8000 cal e) 64000 cal

7. Uma garrafa térmica contém água a 60 °C. O conjunto garrafa térmica + água possui capacidade térmica igual a 80 cal/°C. O sistema é colocado sobre uma mesa e após algum tempo sua temperatura diminui para 55 °C. Qual foi a perda de energia térmica para o ambiente nesse intervalo de tempo? 8. Uma fonte térmica foi utilizada para o aquecimento de 1,0 L de água (1 000 g) da temperatura ambiente (20 °C) até o ponto de ebulição (100 °C) num intervalo de tempo igual a 1min40s. Sendo o calor específico da água igual a 1,0 cal/g °C, qual o valor da potência dessa fonte? 9. Para o aquecimento de 500 g de água, de 20 °C a 100 °C, utilizou-se uma fonte térmica de potência 200 cal/s. Sendo o calor específico da água igual a 1,0 cal/g °C, quanto tempo demorou esse aquecimento? 10. O gráfico mostra a variação de temperatura em função do tempo de uma massa de água que está sendo aquecida por uma fonte de calor cuja potência é 35 cal/s. Supondo que todo o calor gerado pela fonte seja absorvido pela água, calcule a massa da água, em gramas, que foi aquecida.

Dado: calor específico da água: 1,0 cal/g °C 11. Uma fonte térmica de potência constante fornece 50 cal/min para uma amostra de 100 g de uma substância.

O gráfico fornece a temperatura em função do tempo de aquecimento desse corpo. Qual o valor do calor específico do material dessa substância? 12. Um bom chuveiro elétrico, quando ligado na posição “inverno”, dissipa uma potência de 6,4 kW, fornecendo essa energia à água que o atravessa com vazão de 50 gramas por segundo. Se a água, ao entrar no chuveiro, tem uma temperatura de 23 °C, qual a sua temperatura na saída? Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g °C; 1 cal = 4 J. 13. Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de 150 cal/s, a 900g de água. Se, após 4 minutos de aquecimento, a temperatura da água atingiu 60ºC, pode-se concluir que a temperatura inicial da água era de: (calor especifico sensível da água 1,0 cal/gºC).

2

14. Um recipiente de capacidade térmica desprezível contém água inicialmente a 20 °C. O conjunto é aquecido até 80 °C, através de uma fonte de calor que desenvolve uma potência útil de 200 W, durante 10 minutos. Considerando o calor específico da água igual a 1,0 cal/g °C e fazendo 1 cal igual a 4 J, calcule a massa de água aquecida.

15. Para determinar o calor específico de um líquido, usou-se um béquer A contendo 250 g desse líquido, a chama de um bico de Bunsen de potência constante e outro béquer B contendo 210 g de água pura. Usando o bico de Bunsen alternadamente, o líquido do béquer A teve sua temperatura elevada em 10 °C, em 20 s, enquanto a água do béquer B teve variação de 8,0 °C em 24 s. Qual é o calor específico do líquido? Despreze a capacidade térmica do béquer e as perdas de calor para o ambiente. Considere, para o calor específico da água, o valor 1,0 cal/g °C. 16. Num recipiente termicamente isolado e com capacidade térmica desprezível, misturam-se 200 g de água a 10 °C com um bloco de ferro de 500 g a 140 °C. Qual a temperatura final de equilíbrio térmico? Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g °C; calor específico do ferro = 0,12 cal/g °C. 17. Numa garrafa térmica ideal, com 1,0 L de capacidade, são colocados 500 cm

3 de leite, à

temperatura ambiente (20 °C), e 200 cm3

de café a 90 °C. Admitindo-se que as trocas de calor somente aconteçam entre o café e o leite (cujas densidades e calores específicos podem ser considerados iguais), qual será a temperatura final de equilíbrio térmico do sistema? 18 (ENEM – modificado) Num recipiente de capacidade térmica desprezível e termicamente isolado, são colocados 20 g de água a 60 °C e 100 g de lascas de alumínio a 40 °C. O equilíbrio térmico ocorre à temperaturade 50 °C. Qual o valor do calor específico sensível do alumínio? Dado: calor específico da água = 1 cal/g °C 19. Para avaliar a temperatura de 300 g de água, usou-se um termômetro de 100 g de massa e calor específ ico sensível igual a 0,15 cal/g °C. Inicialmente, esse termômetro indicava, à temperatura ambiente, 12 °C. Após algum tempo, colocado em contato térmico com a água, o termômetro passa a indicar 72 °C. Supondo não ter havido perdas de calor, determine a temperatura inicial da água. Dado: calor específico da água = 1,0 cal/g °C. 20. Em um ritual místico, as pessoas aquecem a água de um caldeirão utilizando sete pedras. As pedras são colocadas em uma fogueira e depois são lançadas no caldeirão com 0,70 L de água a 20 °C. Cada uma das pedras tem, em média, 100 g de massa e se encontram a 300 °C no instante em que são lançadas no caldeirão. No equilíbrio térmico, tem-se uma temperatura de 50 °C. Sendo o calor específico da água igual a 1,0 cal/g °C e desprezando as perdas de calor para o ambiente e para o caldeirão, pode-se afirmar que o calor específico médio das pedras em questão, em cal/g °C, é: Dado: densidade absoluta da água = 1,0 kg/L a) 0,030 b) 0,12

c) 0,17 d) 0,50 e) 1,04 21. Uma dona de casa coloca no interior de uma garrafa térmica o café que acabou de preparar. São 500 g de água + pó de café a 90 °C. Se a garrafa térmica estava à temperatura ambiente (12 °C) e atinge o equilíbrio térmico a 87 °C, qual a capacidade térmica dessa garrafa? Dado: calor específico da água + pó de café = 1,0 cal/g °C. 22. (UNESP) Um bloco de certa liga metálica, de massa 250g, é transferido de uma vasilha, que contém água fervendo em condições normais de pressão, para um calorímetro contendo 400 g de um líquido à temperatura de 10 °C. Após certo tempo, a temperatura no calorímetro se estabiliza em 20 °C. Supondo que todo o calor cedido pela liga metálica tenha sido absorvido pelo líquido do calorímetro, qual a razão entre o calor específico do líquido e o calor específico da liga metálica? 23. (PUC) Uma barra de cobre de massa 200g é retirada do interior de um forno, onde estava em equilíbrio térmico, e colocada dentro de um recipiente de capacidade térmica 46cal/°C que contém 200g de água a 20°C. A temperatura final de equilíbrio é de 25°C. A temperatura do forno, em °C, é aproximadamente igual a: Dado: CCu = 0,03 cal/g°C . a) 140 b) 180 c) 230 d) 280 e) 300 Gabarito

1. D

2. D

3. a) 0,056 cal/g °C b) 33,6cal/°C

4. B

5. C

6. C

7. 400cal

8. 800cal/s

9. 200s

10. 70g

11. 0,25 cal/g °C

12. 55°C

13. 20°C

14. 500g

15. 0,56 cal/g °C

16. 40°C

17. 40°C

18. 0,20 cal/g °C

19. 75 °C

20. B

21. 20 cal/°C

22. 5

23. C

Tarefa para casa: 1. Esta lista básica de exercícios;

2. Exercícios do livro do capítulo 3: propostos 1, 3,

5, 7, 8, 9, 13, 16, 17, 21 e 24. Complementares:

3, 4, 7, 11, 15, 20, 21.