Exercícios sobre calor específico
(PUC) O calor específico da água é 1 cal/g °C (uma caloria por grama grau Celsius). Isso significa que:
A) para aumentar a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se fornecer 1 caloria.
B) para diminuir a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se fornecer 1 caloria.
C) para diminuir a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, devem-se retirar 10 calorias.
D) para aumentar a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se retirar 1 caloria.
Alternativa A.
Uma caloria por grama grau Celsius significa que para aumentarmos a temperatura em 1 grau Celsius em 1 grama de água, é necessário fornecer 1 caloria de calor.
(PUC) Admita que o corpo humano transfira calor para o meio ambiente na razão de 2,0 kcal/min. Se esse calor pudesse ser aproveitado para aquecer água de 20 °C até 100 °C, a quantidade de calor transferida em 1 hora aqueceria uma quantidade de água, em kg, igual a:
Dado: calor específico da água = 1,0 kcal/kg °C.
A) 1,2.
B) 1,5.
C) 1,8.
D) 2,0.
E) 2,5.
Alternativa B.
Primeiramente, descobriremos a quantidade de calor em 1 hora, através da regra de três simples:
\(2\ kcal --- 1\ minuto\)
\(Q\ kcal --- 60\ minutos\)
\(1\cdot Q = 60\cdot 2\ kcal\)
\(Q = 120\ kcal\)
Calcularemos a massa, através da fórmula da quantidade de calor sensível:
\(Q=m\cdot c\cdot ∆T\)
\(Q=m\cdot c\cdot (T_f-T_i)\)
\(120=m\cdot 1\cdot (100-20)\)
\(120=m\cdot 1\cdot (80)\)
\(120=m\cdot 80\)
\(m=\frac{120}{80}\)
\(m=1,5\ kg\)
(Unesp) Massas iguais de cinco líquidos distintos, cujos calores específicos estão dados na tabela adiante, encontram-se armazenadas, separadamente e à mesma temperatura, dentro de cinco recipientes com boa isolação e capacidade térmica desprezível.
Se cada líquido receber a mesma quantidade de calor, suficiente apenas para aquecê-lo, mas sem alcançar seu ponto de ebulição, aquele que apresentará temperatura mais alta, após o aquecimento, será:
A) a água.
B) o petróleo.
C) a glicerina.
D) o leite.
E) o mercúrio.
Alternativa E.
Analisaremos o calor específico e a temperatura através da fórmula do calor específico:
\(c=\frac{Q}{m\cdot ∆T}\)
Como todos os líquidos possuem a mesma massa e recebem a mesma quantidade de calor, podemos eliminá-los da fórmula:
\(c=\frac{1}{∆T}\)
Então, o calor específico é inversamente proporcional à temperatura. Assim, aquele que apresentará temperatura mais alta é o que apresenta o menor calor específico, sendo o mercúrio.
(PUC) Um líquido é aquecido através de uma fonte térmica que provê 50 cal por minuto. Observa-se que 200 g desse líquido se aquecem de 20,0 °C em 20 min. Qual é o calor específico do líquido, medido em \(cal/(g \cdot °C)\)?
A) 0,0125
B) 0,25
C) 5,0
D) 2,5
E) 4,0
Alternativa B.
Como a potência da fonte térmica é 50 cal/minutos, em 20 minutos o calor será de:
\(50\ calorias --- 1\ minuto\)
\(Q\ calorias --- 20\ minutos\)
\(1\cdot Q = 50\cdot 20\)
\(Q = 1000\ calorias\ fornecidas\)
Por fim, calcularemos o calor específico através da sua fórmula:
\(c=\frac{Q}{m\cdot ∆T}\)
\(c=\frac{1000}{200\cdot 20}\)
\(c=\frac{1000}{4000}\)
\(c=0,25\ cal/g\cdot °C\)
Qual o calor específico de um corpo de 7500 g que possui uma capacidade térmica de 300 cal/°C?
A) \(0,00\ cal/g\cdot °C\)
B) \(0,01\ cal/g\cdot °C\)
C) \(0,02\ cal/g\cdot °C\)
D) \(0,04\ cal/g\cdot °C\)
E) \(0,03\ cal/g\cdot °C\)
Alternativa D.
Calcularemos o calor específico através da fórmula que o relaciona à capacidade térmica e à massa:
\(c=\frac{C}m\)
\(c=\frac{300}{7500}\)
\(c=0,04\ cal/g\cdot °C\)
São necessárias 6000 calorias de calor para que 30 g de uma substância seja aquecida de 10 °C para 90 °C. A partir disso, quanto vale o calor específico e a capacidade térmica dessa substância, respectivamente?
A) 2,5 cal/°C e 75 cal/°C
B) 3,5 cal/°C e 65 cal/°C
C) 4,5 cal/°C e 55 cal/°C
D) 5,5 cal/°C e 45 cal/°C
E) 6,5 cal/°C e 35 cal/°C
Alternativa A.
Primeiramente, calcularemos o calor específico, através da fórmula:
\(c=\frac{Q}{m\cdot ∆T}\)
\(c=\frac{6000}{30\cdot (90-10)}\)
\(c=\frac{6000}{2400}\)
\(c=2,5\ cal/g\cdot °C\)
Então, calcularemos a capacidade térmica através da fórmula que a relaciona ao calor específico e à massa:
\(C=c\cdot m\)
\(C=2,5\cdot 30\)
\(C=75\ cal/°C\)
Calcule o calor específico de um objeto de 200 g que recebeu 4000 cal de calor e teve sua temperaturada aumentada de 0 ºC para 100 ºC.
A) \(0\ cal/g\cdot °C\)
B) \(0,1\ cal/g\cdot °C\)
C) \(0,2\ cal/g\cdot °C\)
D) \(0,3\ cal/g\cdot °C\)
E) \(0,4\ cal/g\cdot °C\)
Alternativa C.
Calcularemos o calor específico, através da sua fórmula:
\(c=\frac{Q}{m\cdot ∆T}\)
\(c=\frac{Q}{m\cdot(T_f-T_i)}\)
\(c=\frac{4000}{200\cdot (100-0)}\)
\(c=\frac{4000}{200\cdot (100)}\)
\(c=\frac{4000}{20\ 000}\)
\(c=0,2\ cal/g\cdot °C\)
Qual das alternativas não corresponde a fatores que afetam o calor específico?
A) forças intermoleculares.
B) impurezas nas substâncias.
C) massa molar.
D) graus de liberdade.
E) campo elétrico.
Alternativa E.
O campo elétrico não é um dos fatores que alteram o calor específico dos corpos.
Determine a capacidade térmica de uma barra de chumbo de 5 kg e calor específico de \(0,0305\ cal/g\cdot °C\).
A) 1,525 cal/°C
B) 15,25 cal/°C
C) 152,5 cal/°C
D) 1 525 cal/°C
E) 15 250 cal/°C
Alternativa C.
Primeiramente, converteremos a massa de quilogramas para gramas:
\(5\ kg=5000\ g\)
Então, calcularemos a capacidade térmica da barra através da fórmula que a relaciona ao calor específico e à massa:
\(C=c\cdot m\)
\(C=0,0305 \cdot 5000\)
\(C=152,5\ cal/°C\)
Um corpo de 0,3 kg teve a sua temperatura variada em 100 K quando recebeu 900 J de calor. Sabendo disso, qual é o seu calor específico?
A) \(15\ J/(kg\cdot K)\)
B) \(20\ J/(kg\cdot K)\)
C) \(25\ J/(kg\cdot K)\)
D) \(30\ J/(kg\cdot K)\)
E) \(35\ J/(kg\cdot K)\)
Alternativa D.
Calcularemos o calor específico através da sua fórmula:
\(c=\frac{Q}{m\cdot ∆T}\)
\(c=\frac{900}{0,3\cdot 100}\)
\(c=30\ J/(kg\cdot K)\)
Qual a quantidade de calor fornecido a um copo de água de 800 g de massa que teve a sua temperatura aumentada de 20 °C a 100 °C, dado que o calor específico da água é de \(1\ cal/g\cdot °C\)?
A) 36 000 cal
B) 49 000 cal
C) 64 000 cal
D) 81 000 cal
E) 100 000 cal
Alternativa C.
Nesse caso temos o calor sensível, já que não houve mudança de estado físico, então o calcularemos através da sua fórmula:
\(Q=m\cdot c\cdot ∆T\)
\(Q=m\cdot c\cdot (T_f-T_i)\)
\(Q=800\cdot 1\cdot (100-20)\)
\(Q=800\cdot 1\cdot (80)\)
\(Q=64\ 000\ cal\)
Quais das alternativas apresentam a unidade de medida correspondente à grandeza física estudada em calor específico?
I. O calor específico é medido em \(J/(kg\cdot K)\).
II. A quantidade de calor é medida em Joule.
III. A massa é medida em metros.
IV. A temperatura é medida em Pascal.
Estão corretas:
A) I, II.
B) III, IV.
C) I, IV.
D) II, III.
E) I, II e IV.
Alternativa A.
I. O calor específico é medido em \(J/(kg\cdot K)\). (correta)
II. A quantidade de calor é medida em Joule. (correta)
III. A massa é medida em metros. (incorreta)
A massa é medida em quilograma.
IV. A temperatura é medida em Pascal. (incorreta)
A temperatura é medida em Kelvin.
