UNIDADE 14

Prof. Fabricio Scheffer - Física

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EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES UNIDADE 14 O enunciado é para as questões 1 e 2: A figura representa o diagrama de fase de uma substância simples.

1) (UFPA) Se a substância simples for expandida isotermi-camente a partir do estado B, ela sofrerá: a) fusão b) liquefação c) solidificação d) sublimação e) vaporização 2) (UFPA) Uma mudança do estado A para o estado B chama-se: a) ebulição b) fusão c) sublimação d) vaporização e) solidificação 3) (FM Santos -SP) O bismuto aumenta de volume ao solidificar-se. Um aumento de pressão sobre uma amostra de bismuto: a) faz com que diminua sua temperatura de fusão; b) faz com que aumente sua temperatura de fusão; c) não altera sua temperatura de fusão; d) pode alterar sua temperatura de fusão, dependendo da geometria da amostra. 4) (CESCEA-SP) A água aumenta seu volume quando é solidificada a partir do estado líquido. O CO2 diminui seu volume quando é solidificado a partir do estado líquido. Podemos dizer sobre os pontos de fusão dessas substân-cias que: a) os pontos de fusão de ambas aumentam com o aumen-to de pressão. b) o ponto de fusão da água aumenta enquanto o do CO2 diminui com o aumento da pressão. c) o ponto de fusão da água diminui enquanto o do CO2 aumenta com o aumento da pressão d) os pontos de fusão de ambas permanecem constantes com a pressão. 5) (U.Moji das Cruzes-SP) Considere as seguintes proposi-ções relativas à fusão: I- A temperatura em que se dá a fusão depende exclusiva-mente da natureza da natureza da substância e da pressão; II- Enquanto se processa a fusão, a temperatura do siste-ma se mantém constante, quaisquer que sejam as demais condições. III- Para a maioria das substâncias, a fusão se dá com aumento de volume. Sobre essas proposições podemos afirmar que: a) todas as proposições são corretas. b) todas as proposições são incorretas. c) II e III são incorretas mas I é correta. d) I e III são corretas mas II é incorreta. e) só II é correta. 6) (OSEC-SP) Temperatura crítica é aquela: a) na qual um sólido sofre sublimação. b) abaixo da qual um líquido não pode evaporar

c) na qual a pressão saturante de vapor é igual a pressão atmosférica. d) acima da qual um gás não pode ser liquefeito . e) nenhuma das respostas anteriores. 7) (FMU-FIAM-SP) I- O ponto de ebulição da água depende da pressão. II- Os calores específicos do gelo, da água e do vapor de água são iguais. III- Quando a água é aquecida, ela sempre sofre dilata-ção. Com relação às três afirmativas acima, podemos dizer que: a) só I é verdadeira d) as três são verdadeiras b) só III é verdadeira e) as três são falsas c) I e III são verdadeiras 8) (FEI-SP) Ao passar do estado líquido para o de vapor sob pressão constante, uma substância a) absorve calor e se aquece. b) cede calor e se aquece. c) cede calor e se resfria. d) absorve calor e se resfria. e) absorve calor mas sua temperatura não varia. 9) (FEI-SP) Para liqüefazer um gás: a) basta comprimi-lo b) é necessário baixar sua temperatura abaixo da temperatu-ra crítica e depois comprimi-lo. c) é necessário diminuir a pressão e aumentar a temperatu-ra. d) é preciso aumentar a pressão e aumentar a temperatu-ra. 10) (FEI-SP) Duas vasilhas contendo água, são mantidas em cidades A e B à mesma temperatura. Sabe-se que em A a água está fervendo, em B a água não está fervendo. Pode-se afirmar que: a) é impossível o fenômeno descrito. b) a altitude de A é maior que a de B. c) a latitude de B é maior que a de A. d) a temperatura ambiente em A é maior que em B. 11) (UF-PR) No fundo de uma mina, a 500 metros de profundi-dade, é colocada para ferver uma certa porção de água em um recipiente aberto. Para esta situação, esperamos que a água entre em ebulição: a) a 100°C. b) a uma temperatura inferior a 100°C. c) a uma temperatura superior a 100°C. d) a 360 K. e) Não conseguiria entrar em ebulição. 12) (FURG) A água, num local de grande altitude, ferve: a) a 100°C,porque a temperatura de ebulição não depende da altitude e nem da pressão atmosférica. b) numa temperatura acima de 100° C porque quanto maior a altitude maior é a temperatura de ebulição. c) numa temperatura acima de 100°C porque quanto maior a pressão atmosférica maior é a temperatura de ebulição. d) numa temperatura abaixo de 100°C porque quanto menor a pressão atmosférica menor é a temperatura de ebulição.



e) numa temperatura abaixo de 100°C porque quanto maior a pressão atmosférica menor é a temperatura de ebulição. 13) (PUC-RS) A tabela abaixo mostra algumas cidades com suas respectivas altitudes:

Cidade Altitude(m)

A 3.000

B 1.000

C 0

D -100

Nas condições ambientais, a menor temperatura de ebuli-ção da água e a maior pressão atmosférica serão encon-tradas, respectivamente, nas cidades a) C e D b) A e D c) B e C d) C e A e) D e A 14) (PUC-RS) Sabe-se que a água pode entrar em ebulição em diferentes temperaturas. A grandeza física que modifi-ca a temperatura de ebulição da água é denominada: a) volume. b) calor específico. c) calor latente. d) pressão. e) massa. 15) (UFPEL) No livro de “GEOGRAFIA E PARTIPAÇÃO”, de Celso Antunes ,o autor afirma que “um indivíduo que atra-vessasse a Região Sul do Brasil de leste para oeste, à altura do paralelo de Curitiba, percorreria os principais acidentes do relevo da região”, e ilustra sua afirmação com o gráfico mos-trado abaixo. O gráfico fornece as altitudes das diversas regiões e suas respectivas distâncias do Oceano Atlântico. Como pode-mos observar essas altitudes variam desde zero até 2000m,aproximadamente.

a) Se um indivíduo resolvesse fazer o percurso sugerido pelo autor, levando apenas uma panela comum para cozinhar alimentos, em que local encontraria maior dificuldade, do ponto de vista físico, para cozinhar a comida? b) Se o indivíduo resolvesse realizar a experiência e Torricelli para medir a pressão atmosférica, em que local a coluna de mercúrio alcançaria menor altura? Justifique suas respostas. 16) (FURG) Um pedaço de naftalina é colocado em um armário. Após algum tempo, a naftalina “desaparece”. A mudança de fase que ocorreu com a naftalina é chamada a) fusão b) solidificação c) vaporização d) sublimação e) condensação 17) ( PUC-SP) Um cilindro dotado de êmbolo contém certo líquido em equilíbrio com seu próprio vapor. Se reduzirmos o volume V sem alterar a temperatura a) mais líquido se vaporiza b) mais vapor se condensa c) a proporção de líquido e vapor não se altera

d) o líquido ferve e) n.d.a. 18) ( PUC-SP) No sistema descrito na questão anterior, após a operação de diminuição do volume disponível V, a pressão : a) é maior que antes b) é menor que antes c) é a mesma que antes d) não se pode saber o que acontece e) nenhuma das anteriores 19) Quando se passa álcool na pele, sente-se que ela esfria naquele local. Isso se deve ao fato de o álcool: a) ser normalmente mais frio que a pele. b) ser normalmente mais frio do que o ar. c) absorver calor da pele para evaporar-se. d) ser isolante térmico. e) ter baixa densidade. 20) (PUC-SP) Na experiência da figura, um fio metálico com pesos nas extremidades atravessa um bloco de gelo em temperatura inferior a 0oC sem cortá-lo em dois. A região em contato com o fio se liqüefaz, voltando a se solidificar após a passagem do fio. Por que isso ocorre?

21) (UFGO) Você pode ferver a água a uma temperatura inferior a 100oC? Explique. 22) (FEI-SP) Explique por que, nas condições ambientes, o dióxido de carbono (CO2) no estado sólido é chamado de “gelo seco”. 23) (UF-PI) O gráfico representa a variação de temperatu-ra em função do tempo de um corpo inicialmente sólido. Os patamares AB e CD representam, respectivamente, as seguintes mudanças de estado:

a) solidificação e fusão. b) solidificação e vaporização c) fusão e solidificação d) vaporização e sublimação e) fusão e vaporização. 24) (UFPEL) Numa tabela de um livro de Física obtemos as seguintes informações sobre o mercúrio: - temperatura de fusão, sob pressão normal: - 39ºC



- temperatura de ebulição, sob pressão normal: 357ºC - calor latente de fusão: 2,8 cal/g - calor latente de ebulição: 65 cal/g

Responda as seguintes perguntas: a) Como se interpreta a informação “calor latente de fusão: 2,8 cal/g b) Fornecendo uma quantidade de calor igual a 195 cal a uma certa quantidade de mercúrio a 357ºC, e mantendo a pressão normal, que massa de vapor de mercúrio vamos obter? Justifique a resposta. 25) (UNIP-SP) Um bloco sólido, feito de material homogê-neo, está à temperatura inicial T0 = 10ºC. O bloco passa a receber calor de uma fonte de potência constante. O gráfico a baixo representa a temperatura do sólido em função do tempo. O calor específico sensível do sólido é de 0,80cal/gºC. O calor específico latente de fusão, em cal/g, vale:

a) 0,8 b) 20 c) 16 d) 15 e) 10

26) (FURG)O gráfico abaixo mostra o comportamento da temperatura de uma substância em função da energia por ela absorvida. A substância se encontra no estado líquido à temperatura de 0°C, sua massa é 10g e seu calor latente de vaporização é 100 cal/g.

A quantidade de energia absorvida pelo líquido para atingir o ponto de ebulição é a) 185 cal b) 480 cal c) 900 cal d) 1000 cal e) 1480 cal 27) (UFU-MG) O gráfico mostra a quantidade de calor, Q, absorvida por um corpo de 20,0 g de massa, inicialmente no estado sólido, em função da temperatura . Determine:

a) a capacidade térmica do corpo, no estado sólido;

b) o calor específico da substância do corpo, no estado sólido; c) a temperatura de fusão da substância que compõe o corpo. 28) (FATEC-SP) O gráfico abaixo representa a variação da temperatura sofrida por determinada massa de água contida num recipiente, em função do tempo, durante uma experiência.

Sabendo-se que a água absorve calor a uma razão cons-tante de 1.080 cal/min, determine a massa de água conti-da no recipiente: (Dados: calor específico da água =

1 cal / g Co ; calor latente de vaporização da água =

540 cal/g.) a) no início da experiência (t = 0); b) no final da experiência (t = 20 min.). 29) (FUVEST)

O gráfico acima representa a variação com o tempo da temperatura de um sistema constituído inicialmente por um pedaço de gelo de 500 g a -10 ºC. a) Descreva o estado físico do sistema entre os instantes 5 s e 85 s.

b) Se o calor específico do gelo é de 0 50, / cal g Co ,

calcule a quantidade de calor absorvida pelo gelo entre os instantes 0 e 5 s. 30) (UFBA) O aquecimento de uma amostra m de água da fase sólida a -20oC para a fase líquida a +20oC é demons-trado no gráfico abaixo:

Sendo o calor latente de fusão do gelo L g 80 cal / ,

calcule m, em gramas. 31) (PUC-SP) Numa cavidade localizada num bloco de gelo

(cgelo = 0 5, / cal g Co ) a -10oC é colocado um pedaço



de 100 g de cobre (cCu = 0 09, / cal g Co ) à temperatu-

ra de 200oC. Calcule a massa de gelo que será fundida. (Dados: calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g; massa total do bloco de gelo: 280 g). 32) (FUVEST) Tem-se certa quantidade de uma bebida dentro de um copo a 30oC. O sistema tem capacidade térmica 91 cal/oC. Dentro do copo coloca-se uma pedra de gelo de 20 g a 0oC, no interior de um invólucro metálico

de capacidade térmica 2 0, / cal o C . Despreze trocas de

calor com o meio ambiente. a) Estabelecido o equilíbrio térmico, qual a temperatura final? b) Qual a quantidade mínima de gelo de que se deveria dispor para baixar a temperatura a bebida a 0oC?

Dado: calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g. 33) (Cesgranrio - RJ) Para refrescar uma bebida, costuma pôr nela cubos de gelo (a 0ºC, digamos). A razão de preferir-se gelo (a 0ºC) em vez da mesma massa de água (a 0ºC) é que: a) parte do calor necessário para fundir o gelo é aprovei-tada para esfriar a bebida. b) tendo o gelo densidade menor que a água, ele flutua, e a água da fusão acumula-se na bebida. c) a temperatura de fusão do gelo é igual à temperatura de congelamento da água. d) o gelo condensa o vapor da água, esfriando-se, assim, a bebida. e) o gelo retira o seu calor latente de fusão do ar ambien-te, cedendo-o ao líquido da bebida. 34) (FUVEST) Um pedaço de gelo de 150 g à temperatura de -20oC é colocado dentro de uma garrafa térmica con-tendo 400 g de água à temperatura de 22oC. São dados:

calor específico do gelo = 0,50 cal/goC calor específico da água = 1,0 cal/goC calor de fusão do gelo = 80 cal/g

Considerando a garrafa térmica como um sistema perfei-tamente isolado e com capacidade térmica desprezível, pode-se dizer que, ao atingir o equilíbrio térmico, o siste-ma no interior da garrafa apresenta-se como: a) um líquido a 10,5oC. b) um líquido a 15,4oC. c) uma mistura de sólido e líquido a 0oC. d) um líquido a 0oC. e) um sólido a 0oC. 35) (UFU-MG) Um bloco de gelo (calor específico de

0 5, / kcal kg Co ) de 3,0 kg de massa está a uma

temperatura de -10oC. É colocado num vaso calorimétrico (recipiente isolado de capacidade térmica desprezível) contendo 5,0 kg de água (calor específico de

1 kcal / kg Co ) a 40oC. Se o calor latente de fusão do

gelo é de 80 kcal/kg, podemos afirmar que: a) todo o gelo se derreterá. b) somente metade da massa de gelo se derreterá. c) sobrará 0,6875 kg de gelo sem derreter. d) derreterá somente 0,40 kg de gelo. e) sobrará 0,24 kg de gelo sem derreter. 36) (EFO ALFENAS-MG) A quantidade de calor necessária para transformar 50 g de água, a 20 °C, em vapor de água, a 140 °C, é:

Dados: c água = 1 cal / g °C; c vapor = 0,5 cal / g °C L vaporização = 540 cal / g a) 32000 cal b) 27000 cal c) 1000 cal d) 4000 cal e) 64000 cal 37) (UFPEL) Para resfriar um copo com água a 30°C, é mais conveniente utilizarmos uma pedra de 20g de gelo ou 20g de água, ambos a 0°C? Justifique. 38) (UCPel) Num calorímetro de cobre de capacidade térmica 150 cal/oC contendo 100 g de água a 20oC, é colocado um bloco metálico de massa 200 g, fazendo com que 10 g de água vaporizem. A temperatura inicial do bloco metálico é aproximadamente

Dados: cbloco = 0,25 cal/goC Lv = 540 cal/g

cágua = 1 cal/goC a) 508oC b) 608oC c) 368oC d) Não é possível determinar a temperatura inicial do bloco, sem conhecermos a temperatura de equilíbrio do sistema. e) Nenhuma das alternativas anteriores. 39) (UFRS) A tabela mostra o ponto de fusão (P.F.) e o calor latente de fusão (C.L.) de algumas substâncias à pressão de 1 atm.

Substância P.F. (°C) C.L. (J/g)

prata chumbo água álcool

961 327 0 -115

87,8 24,2 334 104,5

Com base nesses dados são feitas as seguintes afirma-ções: I- Para a pressão dada, a temperatura na qual ocorre a fusão é bem determinada para cada substância. II- Quanto maior o calor latente de fusão, tanto maior o ponto de fusão. III- É necessário mais calor para fundir 1 grama de gelo a 0 °C do que 1 grama de chumbo a 327 °C. Quais estão corretas? a) Apenas I b) Apenas II c) Apenas I e III d) Apenas II e III e) I, II, III 40) (UFRS) Certa massa m de gelo à pressão de 1 atmos-fera e inicialmente a uma temperatura de -16 °C, requer uma energia de 320 J para sua temperatura elevar-se até 0 °C. Para a fusão do gelo são necessários 3200 J e para a água resultante dessa fusão atingir a temperatura de 80 °C são necessários mais 3200J. De quanto é o aumento de energia interna da massa m? a) 3200 J b) 3520 J c) 6080 J d) 6400 J e) 6720 J 41) (UFRS) Um cubo de gelo, enquanto fundo, a) recebe calor e sua temperatura aumenta. b) recebe calor e sua temperatura permanece constante. c) cede calor e sua temperatura aumenta. d) cede calor e sua temperatura diminui. e) cede calor e sua temperatura permanece constante.



42) (UFRS) Calor é transferido a um bloco de gelo. Não sendo conhecidas a pressão e a temperatura desse bloco, pode-se afirmar que ocorre, necessariamente, uma mu-dança a) na temperatura do bloco de gelo. b) de estado. c) na energia interna do bloco de gelo. d) no calor específico do gelo. e) na capacidade térmica do bloco de gelo. Introdução: O enunciado e o gráfico referem-se às

questões de números 43 e 44. Inicialmente 220 g de certa substância encontra-se em estado sólido no ponto de fusão I (20 °C), indicado no gráfico. A partir daí, é mostrada a variação da temperatura T da substância à medida que esta recebe calor Q. No ponto F, a substância ainda se encontra no estado líquido.

43) (UFRS) Qual é o calor latente de fusão da substância? a) 10 J/g b) 100 J/g c) 200 J/g d) 2000 J/g e) 40000 J/g 44) (UFRS) Qual é o calor específico da substância no estado líquido? a) 0,5 J/g°C b) 1 J/g°C c) 2 J/g°C d) 10 J/g°C e)20 J/g°C 45) (FUVEST-SP) Num local onde a água ferve a 100oC, aquece-se 1 litro de água. A temperatura da água varia conforme o gráfico. Considere o calor específico da água igual a 1 cal/goC e o calor latente de vaporização da água igual a 540 cal/g:

a) Quantas calorias a água recebe durante os primeiros 5 min? b) Se a transferência de calor for mantida na mesma razão, em que instante toda a água terá se vaporizado? 46) .(UFPEL 2007) Na patinação sobre o gelo, o desliza-mento é facilitado porque, quando o patinador passa, parte do gelo se transforma em água, reduzindo o atrito. Estando o gelo a uma temperatura inferior a 0ºC, isso

ocorre porque a pressão da lâmina do patim sobre o gelo faz com que ele derreta. De acordo com seus conhecimen-tos e com as informações do texto, é correto afirmar que a fusão do gelo acontece porque (a) a pressão não influencia no ponto de fusão. (b) o aumento da pressão aumenta o ponto de fusão. (c) a diminuição da pressão diminui o ponto de fusão. (d) a pressão e o ponto de fusão não se alteram. (e) o aumento da pressão diminui o ponto de fusão. (f) I.R.

GABARITO COMPLEMENTARES CAPÍTULO 14

1) c 13) b 29) b) 2 500 cal

42) c

2) b 14) d 30) 50 g 43) a

3) a 16) d 31) 5g 44) a

4) c 17) b 32) a) 10° c b) 34 g

45) a) a= 8 . 104 cal b) t= 11 min 45 s

5) d 18) c 33) a 46) e

6) d 19) c 34) c

7) a 23) e 35) c

8) e 24) b) 3 g 36) a

9) b 25) c 38) b

10) b 26) b 39) c

11) c 27) a) 10 cal/°c b) 0,5 cal/g°c c) 20° c

40) e

12) d 28) a) 72 g b) 42 g

41) b

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