Exercícios sobre Calorimetria
(UFPR) Para aquecer 500 g de certa substância de 20 °C para 70 °C, foram necessárias 4000 calorias. A capacidade térmica e o calor específico valem, respectivamente:
A) 8 cal/ °C e 0,08 calg°C
B) 80 cal/ °C e 0,16 calg°C
C) 90 cal/ °C e 0,09 calg°C
D) 95 cal/ °C e 0,15 calg°C
E) 120 cal/ °C e 0,12 calg°C
Alternativa B
Encontraremos o valor da capacidade térmica por meio da fórmula:
C=Q∆T
C=400070−20
C=4000 cal50
C=80 cal/°C
Por fim, calcularemos o valor do calor específico:
4000=500⋅c⋅50
4000=25000⋅c
400025000=c
0,16calg°C=c
(Fuvest) Um amolador de facas, ao operar um esmeril, é atingido por fagulhas incandescentes, mas não se queima. Isso acontece porque as fagulhas:
A) têm calor específico muito grande.
B) têm temperatura muito baixa.
C) têm capacidade térmica muito pequena.
D) estão em mudança de estado.
E) não transportam energia.
Alternativa C
Isso acontece porque as fagulhas possuem uma massa muito pequena e, consequentemente, uma capacidade térmica baixa.
(Enem) Em um experimento foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas:
I. enquanto a lâmpada permaneceu acesa e
II. após a lâmpada ser desligada e ambas atingirem equilíbrio térmico com o ambiente.
A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo o experimento, foi
A) igual no aquecimento e igual no resfriamento.
B) maior no aquecimento e igual no resfriamento.
C) menor no aquecimento e igual no resfriamento.
D) maior no aquecimento e menor no resfriamento.
E) maior no aquecimento e maior no resfriamento.
Alternativa E
A taxa de variação da temperatura da garrafa preta em comparação à da branca, durante todo o experimento, foi maior no aquecimento e maior no resfriamento, porque a garrafa preta tem a capacidade de absorver e de perder mais rapidamente a energia radiante do que a garrafa branca.
(PUC) Um líquido é aquecido por meio de uma fonte térmica que provê 50 cal por minuto. Observa-se que 200 g desse líquido se aquecem de 20,0 °C em 20,0 min. Qual é o calor específico do líquido, medido em cal/(g∙°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⋅Q=50⋅20
Q = 1000 calorias fornecidas
Para encontrarmos o calor específico, basta usarmos a fórmula do calor sensível:
Q=m⋅c⋅∆T
1000=200⋅c⋅20
1000=4000⋅c
10004000=c
0,25 cal/g⋅°C=c
Uma pessoa aquece um copo contendo 150 g de água, variando sua temperatura de 25 °C a 100 °C. Sabendo que o calor específico da água é de 1 cal/g∙°C, encontre a quantidade de calor recebido.
A) 11250 cal
B) 1125 cal
C) 1,125 cal
D) 11,250 cal
E) 112500 cal
Alternativa A
Como temos uma variação de temperatura sem mudança de estado físico, o calor, nesse caso, se trata do calor específico, e encontraremos seu valor por meio da fórmula:
Q=m⋅c⋅∆T
Q=m⋅c⋅(Tf−Ti)
Q=150⋅1⋅(100−25)
Q=150⋅1⋅(75)
Q=11250 cal
Um corpo sofre uma variação de temperatura de 100 °C quando é fonecido a ele 500 calorias de calor. Em vista disso, qual é a sua capacidade térmica?
A) 2 cal/°C
B) 3 cal/°C
C) 4 cal/°C
D) 5 cal/°C
E) 6 cal/°C
Alternativa D
A capacidade térmica desse corpo será encontrada por meio da fórmula que a relaciona ao calor e à temperatura:
C=Q∆T
C=500100
C=5 cal/°C
Determine a quantidade de calor recebido por um líquido de 10 g que não variou sua temperatura, sabendo que seu calor latente é de 50 cal/g.
A) 370 cal
B) 160 cal
C) 280 cal
D) 420 cal
E) 500 cal
Alternativa E
Conforme informado, o líquido não variou sua temperatura, então temos um caso de calor latente. Encontraremos a quantidade de calor recebido por meio da fórmula do calor latente:
Q=m⋅L
Q=10⋅50
Q=500 cal
Qual é a variação de comprimento de um fio metálico de prata, com coeficiente linear igual a 10−5°C−1, que sofre uma variação de temperatura de 250 °C, sabendo que seu comprimento inicial é de 600 m?
A) 2,5 m
B) 3 m
C) 3,5 m
D) 4 m
E) 4,5 m
Alternativa B
Para encontrarmos a variação de comprimento dilatada do fio metálico de prata, utilizaremos a fórmula da dilatação linear:
∆L=Lo⋅α⋅∆T
∆L=600⋅2⋅10−5⋅250
∆L=300000⋅10−5
∆L=3⋅105⋅10−5
∆L=3 m
Qual é a capacidade térmica de uma barra de chumbo com massa de 1,5 kg e calor específico de 0,0305 cal/g∙°C?
A) 0,4575 cal/°C
B) 4,575 cal/°C
C) 45,75 cal/°C
D) 457,5 cal/°C
E) 4575 cal/°C
Alternativa C
Primeiramente, vamos converter a massa de quilogramas para gramas:
1,5 kg=1500 g
De acordo com as informações dadas, é possível obter a capacidade térmica da barra de chumbo por meio da fórmula que a relaciona à massa e ao calor específico:
C=c⋅m
C=0,0305⋅1500
C=45,75 cal/°C
Um cozinheiro esquece a sua concha dentro de uma panela com água que estava no fogo e quando a pega, ele acaba se queimando. Tempos depois, surge uma dúvida, e ele se pergunta quais foram as transmissões de calor que ocorreram na concha e na água dentro da panela, que são respectivamente:
A) condução e convecção.
B) condução e radiação.
C) convecção e radiação.
D) condução, convecção e radiação.
E) Não ocorreu transmissão de calor.
Determine a variação de área de uma chapa metálica de aço que variou sua temperatura de 15 °C para 70°C, sabendo que o seu coeficiente linear é igual a 1,1⋅10−5°C−1 e sua área inicial era de 15 m2.
A) 1374⋅10−2m2
B) 1,815⋅10−2m2
C) 1762⋅10−3m2
D) 1,925⋅10−3m2
E) 2,521⋅10−4m2
Alternativa B
Para calcularmos a variação de área dilatada, utilizaremos a fórmula da dilatação superficial:
∆A=Ao⋅β⋅∆T
Como não foi informado o valor do coeficiente de dilatação superficial, usaremos a sua relação com o coeficiente de dilatação linear:
∆A=Ao⋅2⋅α⋅∆T
∆A=Ao⋅2⋅α⋅(Tf−Ti)
∆A=15⋅2⋅1,1⋅10−5⋅(70−15)
∆A=15⋅2⋅1,1⋅10−5⋅(55)
∆A=1815⋅10−5
∆A=1,815⋅103⋅10−5
∆A=1,815⋅103−5
∆A=1,815⋅10−2 m2
Um corpo de massa 100 g recebeu 1250 cal quando variou sua temperatura de 30 °C até atingir 80 °C. Determine o seu calor específico.
A) 0,025 cal/g∙°C
B) 250 cal/g∙°C
C) 2,5 cal/g∙°C
D) 25 cal/g∙°C
E) 0,25 cal/g∙°C
Alternativa E
Para obtermos o calor específico, utilizaremos a fórmula que o relaciona ao calor, massa e temperatura:
c=Qm⋅∆T
c=Qm⋅(Tf−Ti)
c=1100⋅(80−30)
c=1250100⋅(50)
c=12505000
c=0,25 cal/g⋅°C
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Ferramentas
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