calorimetria: capacidade térmica, calor específico, etc. (10p)

01. Um bloco metálico esta inicialmente a uma temperatura de 20ºC. Recebendo umaquantidade de calor ΔQ = 330cal, sua temperatura altera para 50ºC. 

a) Qual é o valor da capacidade térmica do bloco? 

b) Diga, com suas palavras, o significado do resultado que você encontrou em (a). 


02. Considerando o bloco do exercicio anterior responda: 

a) Quantas calorias deveriam ser fornecidas a ele para que sua se elevasse de 20ºC para 100ºC? 

b) Quantas calorias seriam liberadas pelo bloco de sua temperatura baixasse de 100ºC para 0ºC ?


Solução do problema 1 e 2 (Google Docs)

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03. (UFRGS) Em um recipiente fechado, misturam-se duas porções iguais de água com capacidade térmica de 2 kJ/°C cada e a temperaturas iniciais diferentes. Se não ocorresse transferência de energia para o recipiente e para o meio, a temperatura de equilíbrio da mistura seria 30°C, mas foi de 28°C. Quanta energia foi transferida da água para a sua vizinhança, na forma de calor?

[A] 4 kJ.

[B] 8 kJ.

[C] 20 kJ.

[D] 56 kJ.

[E] 60 kJ.

Solução (em imagem JPG)


Pesquisar no blog: troca de calormáquinas térmicas


04. (CSGA/RS*) Um objeto é feito de duas partes: uma parte de alumínio, cuja massa é 1000 gramas, e uma parte de ferro, cuja massa é 600 gramas. Sabendo que os calores específicos do alumínio e do ferro são, respectivamente, cAl = 0,22 cal/gºC e cFe = 0,11 cal/gºC, calcule a capacidade térmica desse objeto.

Solução (em vídeo no Youtube)


05. (ITA-SP) Um fogareiro é capaz de fornecer 250 calorias por segundo. Colocando-se sobre o fogareiro uma chaleira de alumínio de massa 500g, tendo no seu interior 1,2kg de água à temperatura ambiente de 25°C a água começará a ferver após 10 minutos de aquecimento. Admitindo-se que a água ferve a 100°C e que o calor específico sensível da chaleira de alumínio é 0,23cal/g°C e o da água 1,0cal/g°C pode-se afirmar que:

a) toda a energia fornecida pelo fogareiro é consumida no aquecimento da chaleira com água, levando a água à ebulição.
b) somente uma fração inferior a 30% da energia fornecida pela chama é gasta no aquecimento da chaleira com água, levando a água à ebulição.
c) uma fração entre 30% a 40% da energia fornecida pelo fogareiro é perdida.
d) 50% da energia fornecida pelo fogareiro é perdida.
e) a relação entre a energia consumida no aqueci mento da chaleira com água e a energia fornecida pelo fogão em 10 minutos situa-se entre 0,70 e 0,90.

Solução (em imagem JPG)



06. (Vunesp) Após assistir a uma aula sobre calorimetria, uma aluna concluiu que, para emagrecer sem fazer muito esforço, bastaria tomar água gelada, já que isso obrigaria seu corpo a ceder calor para a água até que atingisse a temperatura de 36,5 oC. Depois, essa água seria elinada levando com toda essa energia e sem fornecer nenhuma energia para o corpo, já que a água “não tem caloria”. Considere que ela beba, num dia, 8 copos de 250 ml de água, a uma temperatura 6,5 oC, a quantidade de calor total que o corpo cederá à água para elevar a sua temperatura até 36,5 oC equivale, aproximadamente,á energia fornecida por:

a) uma latinha de refrigerante light- 350 ml (2,5 kcal )
b) uma caixinha de água-de-coco – 300 ml (60 kcal)
c) três biscoitos do tipo água e sal – 18g (75 kcal)
d) uma garrafa de bebida isotônica – 473 ml (113 kcal)
e) um hambúrguer, uma porção batata frita e um refrigerante de 300 ml – (530 kcal)

(Considere o calor específico da água = 1 cal/g C e sua densidade = 1 g/ml.)

Solução (em imagem JPG)


07. Se 1 cal aquece 1g de agua de 1ºc, quantas calorias são necessárias para aquecer 1.000g de 1°c?

Solução (em imagem JPG)


08. (UEL) Ao trafegar por uma estrada com uma velocidade de 120 km/h em um carro de passeio, de 750 kg, o condutor depara-se com uma placa advertindo que existe um radar na estrada e que a velocidade máxima permitida é de 80 km/h. Imediatamente freia o veículo e permanece com as rodas travadas até atingir a velocidade permitida. Considere que toda a energia cinética perdida pelo veículo seja convertida em calor, que a temperatura dos pneus, antes da freada, seja de 50°C, que a massa de um pneu seja de 25 kg e que o seu calor específico seja de 506 J/kg°C.

Ao término da freada, a temperatura do pneu, aumentou para:

a) 21 °C
b) 54,5 °C
c) 89,3.. °C
d) 100 °C
e) 125 °C

Solução (em imagem JPG)


09. (Enem) O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente em trabalho útil. Considere determinada região cuja insolação — potência solar incidente na superfície da Terra — seja de 800 watts/m². Uma usina termossolar utiliza concentradores solares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de extensão. Nesses coletores solares parabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor em forma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400 °C. O calor desse óleo é transferido para a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica.














Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que focaliza no receptor os 800 watts/m² de radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 cal g-1 ºC-1 = 4.200 J kg-1 ºC-1, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1 m³ (equivalente a 1 t) de água de 20 °C para 100 °C, em uma hora, estará entre

a) 15 m e 21 m.
b) 22 m e 30 m.
c) 105 m e 125 m.
d) 680 m e 710 m.
e) 6.700 m e 7.150 m.

Solução (em imagem JPG)

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10. (UFTM) Após percorrer o circuito do painel solar, a água aquecida dirige-se para o interior de um reservatório térmico, onde permanece até o momento em que será utilizada. Nas primeiras horas da manhã, os 230 litros de um reservatório encontravam-se à temperatura de 18 oC. Ao fim de uma tarde não muito quente, a água contida no reservatório atingiu sua temperatura máxima de 35 oC. Admitindo-se que 40% da energia solar incidente durante esse processo de aquecimento seja perdida, a energia total com que o Sol banhou o painel de aquecimento é, aproximadamente, em MJ,

(A) 16.
(B) 19.
(C) 27.
(D) 51.
(E) 66.

Dados:
cH2O = 1 cal/g oC
dH2O = 1 x 103 kg/m3
1 cal = 4,2 J

Solução (em imagem JPG)




Equilíbrio térmico. Temperatura final. Temperatura de equilíbrio.

*Colégio Sinodal Gustavo Adolfo/ Lageado-RS

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