Professor: Renan Oliveira 1. (UERJ/2016) Admita duas amostras de substâncias distintas com a mesma capacidade térmica, ou seja,
que sofrem a mesma variação de temperatura ao receberem a mesma quantidade de calor. A diferença entre suas massas é igual a 100 g, e a razão entre seus calores específicos é igual a
5 6.
A massa da amostra mais leve, em gramas, corresponde a: a) 250
b) 300 c) 500 d) 600
2. (FAMERP SP/2016) Para realizar um experimento no litoral, um cientista precisa de 8 litros de água a 80 ºC. Como não dispõe de um termômetro, decide misturar uma porção de água a 0 ºC com outra a 100 ºC. Ele obtém água a 0 ºC a partir de uma mistura, em equilíbrio térmico, de água líquida com gelo fundente, e água a 100 ºC, a partir de água em ebulição. Considerando que haja troca de calor apenas entre as duas porções de água, os volumes, em litros, de água a 0 ºC e de água a 100 ºC que o cientista deve misturar para obter água a 80 ºC são iguais, respectivamente, a
a) 1,6 e 6,4. b) 3,2 e 4,8. c) 4,0 e 4,0. d) 2,4 e 5,6. e) 5,2 e 2,8.
3. (UniCESUMAR SP/2016) Do interior de um freezer doméstico, cuja temperatura indicada era –10ºC, são retirados um calorímetro de alumínio de massa 10 g e 80 g de gelo, ambos em equilíbrio térmico com o interior do freezer. O gelo é rapidamente introduzido no calorímetro e imediatamente são despejados em seu interior 100 g de água a 80ºC. Supondo o sistema (calorímetro+gelo+água) termicamente isolado, determine a temperatura final após o equilíbrio térmico ser estabelecido.
Dados:
Calor específico do alumínio: 0,2 cal/g°C Calor específico da água: 1,0 cal/g°C Calor específico do gelo: 0,5 cal/g°C Calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g a) 4,29°C
b) 6,48°C c) 6,67°C d) 8,79°C e) 8,97°C
4. (UNIFICADO RJ/2016) Joaquim pega 10 cubos de gelo no freezer e coloca-os dentro de uma jarra com água. Agita várias vezes a jarra, até que as pedras de gelo estejam pequenas, boiando na água sem derreter. Ao final dessa situação,
a) a temperatura da água é de cerca de 5 ºC. b) a temperatura da água é de cerca de 10 ºC. c) a temperatura da água é de cerca de –10 ºC.
e) a temperatura da água é de cerca de 0 ºC.
5. (IFPE/2015) Num caldeirão de ferro com 10kg de massa, inicialmente a 10ºC, são colocados 20kg de água também a 10ºC. O calor específico do ferro é 460 J/kgºC e o da água 4.200 J/kgoC. Uma fonte térmica deverá transmitir calor a esse caldeirão para aquecê-lo, juntamente com a água, até 100ºC. Considerando que todo o calor liberado pela fonte será absorvido apenas pelo caldeirão e pela água, qual será essa quantidade de calor, em kJ?
a) 3.420 b) 4.140 c) 7.560 d) 7.974 e) 8.000
6. (CEFET MG/2015) Um material possui calor específico igual a 1,0 J/kg °C quando está no estado sólido e 2,5 J/kg °C quando está no estado líquido. Um sistema composto por 0,10 kg desse material recebe energia de forma que sua temperatura varia segundo o gráfico da figura.
A razão entre Q1 e Q2 é a) 1/3. b) 1/5. c) 1/6. d) 1/8. e) 1/16.
7. (Fac. Direito de Sorocaba SP/2015) Em uma estufa de criação de galinhas, a temperatura média é de 21 ºC. Em um experimento, as aves foram colocadas sob estresse térmico, e a temperatura do ambiente subiu para 42 ºC. Admitindo-se que a estufa tenha um volume igual a 40 m3 e a densidade do ar seja de
1,3 kg m–3, e ainda que o calor específico do ar nas condições do local seja igual a 1,012 kJ kg–1 K– 1, o aumento da quantidade de calor por causa do estresse térmico, em quiloJoules, foi de,
aproximadamente, a) 1,1 103. b) 2,2 103. c) 8,5 102. d) 1,7 103. e) 3,3 103.
8. (UECE/2015) Um bloco de gelo a –30 °C repousa sobre uma superfície de plástico com temperatura inicial de 21 °C. Considere que esses dois objetos estejam isolados termicamente do ambiente, mas que haja troca de energia térmica entre eles. Durante um intervalo de tempo muito pequeno comparado ao
tempo necessário para que haja equilíbrio térmico entre as duas partes, pode-se afirmar corretamente que
a) a superfície de plástico tem mais calor que o bloco de gelo e há transferência de temperatura entre as partes.
b) a superfície de plástico tem menos calor que o bloco de gelo e há transferência de temperatura entre as partes.
c) a superfície de plástico tem mais calor que o bloco de gelo e há transferência de energia entre as partes. d) a superfície de plástico transfere calor para o bloco de gelo e há diferença de temperatura entre as partes. TEXTO: 1 - Comum à questão: 9
Quando necessário, utilize as constantes para a água: d = 1,0g/cm3
c = 1,0cal/g.ºC
Quando necessário, adote o valor de 340m/s para a velocidade do som no ar.
9. (UFAM/2015) Preocupada por não conseguir perder peso, uma jovem leu numa revista um artigo no qual certo nutricionista aconselha as pessoas que querem perder peso a beber água gelada. Segundo ele, o corpo deve queimar gordura suficiente para aumentar a temperatura da água gelada para a temperatura do corpo de 37ºC. Considerando que são necessárias 3500kcal para queimar 454g de gordura, podemos concluir que a quantidade de água gelada, na temperatura de 2ºC, que essa jovem deve beber para perder 454g de gordura é de: a) 35L b) 350L c) 45,4L d) 100L e) 1000L 10. (UNESP/2015)
A energia contida nos alimentos
Para determinar o valor energético de um alimento, podemos queimar certa quantidade desse produto e, com o calor liberado, aquecer determinada massa de água. Em seguida, mede-se a variação de temperatura sofrida pela água depois que todo o produto foi queimado, e determina-se a quantidade de energia liberada na queima do alimento. Essa é a energia que tal alimento nos fornece se for ingerido.
No rótulo de um pacote de castanha-de-caju, está impressa a tabela a seguir, com informações nutricionais sobre o produto.
(www.brcaju.com.br) Considere que 150 g de castanha tenham sido queimados e que determinada massa m de água, submetida à chama dessa combustão, tenha sido aquecida de 15 ºC para 87 ºC. Sabendo que o calor específico da água líquida é igual a 1 cal/(g · ºC) e que apenas 60% da energia liberada na combustão tenha efetivamente sido utilizada para aquecer a água, é correto afirmar que a massa m, em gramas, de água aquecida era igual a a) 10 000.
b) 5 000. c) 12 500. d) 7 500. e) 2 500.
TEXTO: 2 - Comum à questão: 11
Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o astro,
possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra.
11. (UNICAMP SP/2015) Os cálculos dos pesquisadores sugerem que a temperatura média dessa estrela é de Ti = 2.700 ºC. Considere uma estrela como um corpo homogêneo de massa M = 6,0 x 1024 kg
constituída de um material com calor específico c = 0,5 kJ/(kg ºC). A quantidade de calor que deve ser perdida pela estrela para que ela atinja uma temperatura final de Tf = 700 ºC é igual a
a) 24,0 x 1027 kJ.
b) 6,0 x 1027 kJ.
c) 8,1 x 1027 kJ.
d) 2,1 x 1027 kJ.
12. (PUC RJ/2015) Podemos estimar quanto é o dano de uma queimadura por vapor da seguinte maneira: considere que 0,60 g de vapor condense sobre a pele de uma pessoa. Suponha que todo o calor latente é absorvido por uma massa de 5,0 g de pele. Considere que o calor específico da pele é igual ao da água: c = 1,0 cal/(g.ºC). Considere o calor latente de vaporização da água como LV = 1000/3 = 333 cal/g.
Calcule o aumento de temperatura da pele devido à absorção do calor, em ºC. a) 0,60
b) 20 c) 40 d) 80 e) 333
13. (UEFS BA/2015)
Fonte térmica ou fonte de calor pode ser definida como um sistema que pode fornecer calor continuamente, sem que sua temperatura varie. Uma mesma fonte de calor de potência constante igual a 28W aquece dois corpos A e B, com massas, respectivamente, iguais a 100,0g e 50,0g, e a figura mostra como as temperaturas desses corpos variam em função do tempo.
Considerando-se que toda energia liberada pela fonte seja absorvida pelos corpos e que 1,0cal = 4,0J, a razão entre os calores específicos, cB/cA, é igual a
a) 2,86 b) 3,12 c) 4,48 d) 5,04 e) 5,32
14. (UEFS BA/2015) Uma técnica para medir o calor específico de um sólido ou de um líquido é elevar a temperatura da substância para certo valor, colocá-la em um recipiente contendo água a uma temperatura conhecida e medir a temperatura do sistema após atingir o equilíbrio.
Considere um calorímetro de capacidade térmica igual a 50cal/ºC contendo 200,0g de água a uma temperatura de 25ºC e colocando-se um bloco de massa igual a 100,0g e a uma temperatura de 80ºC dentro do calorímetro.
Se após o equilíbrio térmico ser alcançado, se mediu uma temperatura final igual a 30ºC e o calor específico da água é 1,0cal/gºC, então o calor específico do material que constitui o bloco, em cal/gºC, é igual a a) 0,15
b) 0,20 c) 0,25 d) 0,30 e) 0,35
15. (ENEM/2015) Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calor entre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu conteúdo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa térmica seria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depois de decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro apresenta as categorias e os intervalos de variação percentual da temperatura.
Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, são preparadas e misturadas, em uma garrafa, duas amostras de água, uma a 10 ºC e outra a 40 ºC, na proporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se 16 ºC. Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica testada?
a) A b) B c) C d) D e) E
16. (FGV/2016) Uma pedra de gelo, de 1,0 kg de massa, é retirada de um ambiente em que se encontrava em equilíbrio térmico a –100 ºC e recebe 150 kcal de uma fonte de calor. Considerando o calor específico do gelo 0,5 cal/(g.ºC), o da água 1,0 cal/(g.ºC), e o calor latente de fusão do gelo 80 cal/g, o gráfico que representa corretamente a curva de aquecimento dessa amostra é:
a)
b)
c)
d)
e)
17. (IFSC/2016) A matéria pode se apresentar, basicamente, em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Sabemos que a matéria pode mudar de estado, dependendo do fornecimento ou retirada de energia. Assinale a alternativa CORRETA.
Quando uma substância está no estado líquido e muda para o gasoso, dizemos que ela sofreu a) sublimação.
b) liquefação. c) fusão.
d) vaporização. e) condensação.
18. (Mackenzie SP/2016) Um recipiente de capacidade térmica desprezível contém 100 g de gelo à temperatura de –10,0 ºC. O conjunto é aquecido até a temperatura de +10,0 ºC através de uma fonte térmica que fornece calor à razão constante de 1000 cal/min.
Dados:
calor específico do gelo: cg = 0,50 cal/g.ºC
calor específico da água: ca = 1,0 cal/g.ºC
calor latente de fusão do gelo: Lf = 80 cal/g
A temperatura do conjunto () em função do tempo (t) de aquecimento é melhor representado por
a)
b)
c)
d)
19. (IFSC/2015) Pedrinho estava com muita sede e encheu um copo com água bem gelada. Antes de beber observou que o copo ficou todo “suado” por fora, ou seja, cheio de pequenas gotículas de água na superfície externa do copo. É CORRETO afirmar que tal fenômeno é explicado:
a) pela sublimação da água existente no copo.
b) pela porosidade do copo que permitiu que parte da água gelada passasse para o lado de fora do copo. c) pela vaporização da água do copo para fora do copo.
d) pelas correntes de convecção formada em função do aquecimento da água gelada pelo meio ambiente. e) pela condensação dos vapores de água da atmosfera em contato com o copo gelado.
20. (UCS RS/2015) A fondue de chocolate é uma sobremesa que consiste em derreter chocolate dentro de um recipiente alimentado por uma fonte de calor. Outros alimentos são colocados dentro do banho de chocolate, geralmente espetados por um palito, ou similar, para possibilitar que uma pessoa os segure na outra ponta, sem se queimar. Considere um morango espetado por um palito – cuja constituição não será considerada – imerso em chocolate derretido a uma temperatura constante. Quando retirado, o morango está envolto por uma porção de chocolate que esfriou e endureceu. Quais foram os processos dentro da termologia que a quantidade de chocolate no morango sofreu do instante em que foi retirado do banho até o instante que endureceu totalmente?
a) Cedeu calor, baixando sua temperatura até atingir o ponto de sublimação do chocolate; então mudou de fase sem ceder calor.
b) Absorveu calor, baixando sua temperatura até atingir o ponto de vaporização do chocolate; então cedeu calor específico e mudou de fase.
c) Cedeu calor, baixando sua temperatura até atingir o ponto de solidificação do chocolate; então cedeu calor latente e mudou de fase.
d) Baixou sua temperatura, sem ceder calor, até atingir o ponto de condensação do chocolate; então aumentou sua temperatura na mudança de fase.
e) Absorveu calor, baixando sua temperatura até atingir o ponto de condensação do chocolate; então cedeu calor latente e aumentou sua temperatura na mudança de fase.
21. (Unievangélica GO/2015) Leia o texto a seguir.
Black (1935) discute um conceito que envolve a transição de fase, na qual há uma liberação ou absorção de calor que não envolve variações na temperatura mensuráveis pelo termômetro.
ZANOTELLO, Marcelo. Leitura de textos originais de cientistas por estudantes do Ensino Superior. Ciênc. Educ. (Bauru) [online], v.17, n. 4, p. 992, 2011.
O texto descreve o calor a) molar
b) sensível c) latente d) específico
22. (PUC RJ/2015) Um recipiente isolado contém uma massa de gelo, M = 5,0 kg, à temperatura T = 0 ºC. Por dentro desse recipiente, passa uma serpentina pela qual circula um líquido que se quer resfriar. Suponha que o líquido entre na serpentina a 28 ºC e saia dela a 8 ºC. O calor específico do líquido é cL =
1,0 cal/(g.ºC), o calor latente de fusão do gelo é LF = 80 cal/g e o calor específico da água é cA = 1,0
cal/(g.ºC).
a) Qual é a quantidade total de líquido (em kg) que deve passar pela serpentina de modo a derreter todo o gelo?
b) Quanto de calor (em kcal) a água (formada pelo gelo derretido) ainda pode retirar − do líquido que passa pela serpentina − até que a temperatura de saída se iguale à de entrada (28 ºC)?
23. (PUCCAMP SP/2015) Quando dois ou mais corpos trocam calor há transferência de energia térmica do corpo mais quente para o corpo mais frio. O equilíbrio térmico irá ocorrer quando os corpos atingirem a mesma temperatura.
Suponha que, num recipiente de paredes adiabáticas com capacidade térmica de 50 cal/ºC e temperatura de 20 ºC, misturamos 150 gramas de água a 80 ºC, 50 gramas de água a 10 ºC e 50 gramas de gelo a –20 ºC. Ao atingir o equilíbrio térmico, a temperatura do sistema, em C, será de
Dados:
calor específico da água = 1 cal/g ºC calor específico do gelo = 0,5 cal/g ºC calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g a) 15.
b) 20. c) 25. d) 30. e) 35.
24. (PUC SP/2015) Em um recipiente termicamente isolado, de capacidade térmica desprezível, introduz-se um cubo de gelo a 0ºC, de massa igual a 135 g. Depois, calor é fornecido ao gelo, até que ele apresente-se completamente liquefeito e a uma temperatura de 4ºC. Quais são a variação aproximada do volume e a quantidade total de calor fornecido? Considere que todo o calor fornecido foi absorvido exclusivamente pela água nos estados sólido e líquido.
Dados:
dágua = 1,0 g/cm3; dgelo = 0,9 g/cm3;
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; calor específico da água = 1 cal/gºC e pressão atmosférica = 1 atm.
a) 13,5 cm3 e 10800 cal
b) 13,5 cm3 e 11340 cal
c) 13,5 cm3 e 43200 cal
d) 15,0 cm3 e 11340 cal
e) 15,0 cm3 e 10800 cal
25. (FCM PB/2015) Num calorímetro ideal, colocam-se 1kg de água a 100ºC e 1250 gramas de gelo a 0ºC. Sabendo–se que o calor latente de fusão do gelo é de Lfusão gelo = 80 cal/g e o calor específico da água
1cal/gºC, determine a temperatura de equilíbrio desse sistema. A troca de calor ocorre, apenas, entre o gelo e a água. a) 0ºC. b) 25ºC. c) 10ºC. d) 5ºC. e) 98,75ºC.
GABARITO:
1) Gab: C 2) Gab: A 3) Gab: B 4) Gab: E 5) Gab: D 6) Gab: D 7) Gab: A 8) Gab: D 9) Gab: D 10) Gab: D 11) Gab: B 12) Gab: C 13) Gab: C 14) Gab: C 15) Gab: D 16) Gab: D 17) Gab: D 18) Gab: A 19) Gab: E 20) Gab: C 21) Gab: C 22) Gab:
a) 20 kg b) 140 kcal
