Aplicações de calorimetria

01. Um bloco de ferro com massa de 600g está a uma temperatura de 20ºC. O calor específico do ferro

é igual a 0,114cal/g.ºC.

a) Qual a quantidade de calor que o bloco deve receber para que sua temperatura passe de 20ºC a

50ºC?

b) Qual a quantidade de calor que o bloco deve ceder para que sua temperatura varie de 20ºC a –5ºC.

02. Sob uma chama constante, de potência 192,5W, um corpo sofre um aumento de temperatura de

40°C em 2min. Determine, em cal/°C, a capacidade térmica desse corpo. Considere 1cal = 4,2J.

03. Um bloco de gelo de massa 600g encontra-se a 0°C. Determine a quantidade de calor que se deve

fornecer a essa massa para que ela se transforme totalmente em água a 0°C. Dado: Lf = 80cal/g.

04. Um bloco de alumínio de 500g está a uma temperatura de 80°C. Determine a massa de gelo a 0°C

que é preciso colocar em contato com o alumínio para se obter um sistema alumínio-água a 0°C.

Dados: calor específico do alumínio=0,21cal/g.°C; calor latente de fusão do gelo = 80cal/g

05 – (FMU) A temperatura durante a mudança de estado, para uma dada substância,

a) é sempre maior que zero

b) é sempre menor que zero

c) varia conforme o estado de agregação da substância

d) é sempre constante à mesma pressão

e) varia independentemente do estado de agregação da substância

06 – (UFRN) Um copo de água está à temperatura ambiente de 30°C. Joana coloca cubos de gelo dentro da água.

A análise dessa situação permite afirmar que a temperatura da água irá diminuir por que

a) o gelo irá transferir frio para a água.

b) a água irá transferir calor para o gelo.

c) o gelo irá transferir frio para o meio ambiente.

d) a água irá transferir calor para o meio ambiente.

07 – (PUC-PR) Um menino inglês mediu sua temperatura com um termômetro graduado na escala Fahrenheit e encontrou 96,8°F. Esse menino está:

a) com febre alta, mais de 39°C.

b) com temperatura menor que 36°C.

c) com a temperatura normal de 36°C.

d) com temperatura de 38°C.

e) com temperatura de 34,6°C.

08 – (PUC-PR) Um calorímetro contém 500 g de água a uma temperatura de 20°C. Despreze o calor recebido pelo calorímetro. Fornecendo-se à água uma quantidade de calor de 20000 cal, obtêm-se no calorímetro:

Dados: cH2O = 1 cal/g°C LH2O = 540 cal/g

a) 400 g de água a 100°C e 100 g de vapor de água a 100°C.

b) 300 g de água a 100°C e 200 g de vapor de água a 120°C.

c) 500 g de água a 40°C.

d) 500 g de água a 60°C.

e) 500 g de água a 80°C.

09– (PUC-RS) Podemos caracterizar uma escala absoluta de temperatura quando

a) dividimos a escala em 100 partes iguais.

b) associamos o zero da escala ao estado de energia cinética mínima das partículas de um sistema.

c) associamos o zero da escala ao estado de energia cinética máxima das partículas de um sistema.

d) associamos o zero da escala ao ponto de fusão do gelo.

e) associamos o valor 100 da escala ao ponto de ebulição da água.

10 – (PUC-RS) Uma piscina contém 20.000 litros de água. Sua variação de temperatura durante a noite é de – 5° C. Sabendo que o calor específico da água é de 1cal/g ° C, a energia, em kcal, perdida pela água ao longo da noite, em módulo, é

a) 1.104

b) 1.105

c) 2.103

d) 9.103

e) 9.107

11 – (PUC-MG) Considere dois corpos A e B de mesma massa de substâncias diferentes. Cedendo a mesma quantidade de calor para os dois corpos, a variação de temperatura será maior no corpo:

a) de menor densidade.

b) cuja temperatura inicial é maior.

c) de menor temperatura inicial.

d) de maior capacidade térmica.

e) de menor calor específico.

12 – (PUC-MG) O gráfico abaixo mostra o aquecimento de um recipiente de alumínio ( c = 0,20 cal/g°C), de massa 600 g, que contém um determinado líquido em equilíbrio térmico. Nesse caso, é CORRETO dizer que a capacidade térmica do líquido, em cal/ °C é igual a:

a) 60

b) 70

c) 80

d) 90

e) 100

13 – (PUC-MG) O equivalente em água de um corpo é definido como a quantidade de água que, recebendo ou cedendo a mesma quantidade de calor, apresenta a mesma variação de temperatura. Desse modo, o equivalente em água, de 1000 g de ferro ( c = 0,12 cal/g°C ) é igual a 120 g de água ( c = 1,0 cal/g°C ). Visto isso, é correto dizer que o equivalente em alumínio ( c = 0,20 cal /g°C ) de 1000 g de ferro vale, em gramas:

a) 200

b) 400

c) 600

d) 800

e) 1000

14 – (UERJ) Uma bolinha de aço a 120º C é colocada sobre um pequeno cubo de gelo a 0º C.

Em escala linear, o gráfico que melhor representa a variação, no tempo, das temperaturas da bolinha de aço e do cubo de gelo, até alcançarem um estado de equilíbrio, é:

(15) Para derreter uma barra de um material w de 1kg é necessário aquecê-lo até a temperatura de 1000°C. Sendo a temperatura do ambiente no momento analisado 20°C e o calor específico de w=4,3J/kg.°C, qual a quantidade de calor necessária para derreter a barra?

 

(16) Um bloco de ferro de 10cm³ é resfriado de 300°C para 0°C. Quantas calorias o bloco perde para o ambiente?

Dados: densidade do ferro=7,85g/cm³ e calor específico do ferro=0,11cal/g.°C

O primeiro passo é descobrir a massa do bloco, sabendo sua densidade e seu volume (é importante prestar bastante atenção nas unidades de cada grandeza).

 

(17) Qual a quantidade de calor absorvida para que 1L d'água congelado e à -20°C vaporize e chegue a temperatura de 130°C.

Dados:

Calor latente de fusão da água: L=80cal/g

Calor latente de vaporização da água: L=540cal/g

Calor específico do gelo: c=0,5cal/g.°C

Calor específico da água: c=1cal/g.°C

Calor específico da água: c=0,48cal/g.°C

Densidade da água: d:1g/cm³

1L=1dm³=1000cm³

 

m=d.V

m=1000g

 

 

Trocas de calor

(18) Um bloco de uma material desconhecido e de massa 1kg encontra-se à temperatura de 80°C, ao ser encostado em outro bloco do mesmo material, de massa 500g e que está em temperatura ambiente (20°C). Qual a temperatura que os dois alcançam em contato? Considere que os blocos estejam em um calorímetro.

 

(19) Em uma cozinha, uma chaleira com 1L de água ferve. Para que ela pare, são adicionados 500mL de água à 10°C. Qual a temperatura do equilíbrio do sistema?

Qualquer quantidade de água que esteja fervendo encontra-se à temperatura de 100°C, se a temperatura for superior a esta, não haverá água líquida, apenas vapor.

20. (FUVEST) Um ser humano adulto e saudável consome, em média, uma potência de 120J/s. Uma “caloria alimentar” (1kcal) corresponde, aproximadamente, a 4,0 x 103J. Para nos mantermos saudáveis, quantas “calorias alimentares” devemos utilizar, por dia, a partir dos alimentos que ingerimos?  

a) 33b) 120c) 2,6x103 d) 4,0 x103

e) 4,8 x105       

 

21. (MACKENZIE) Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de 150 cal/s, a uma determinada massa de água. Se a temperatura da água aumenta de 20ºC para 60ºC em 4 minutos, sendo o calor especifico sensível da água 1,0 cal/gºC, pode-se concluir que a massa de água aquecida, em gramas, é:  

a) 500b) 600c) 700d) 800e) 900       

 

22. (UFPR) Durante o eclipse, em uma das cidades na zona de totalidade, Criciúma-SC, ocorreu uma queda  de temperatura de 8,0ºC. (Zero Horas – 04/11/1994) Sabendo que o calor específico sensível da água é 1,0 cal/gºC, a quantidade de calor liberada por 1000g de água, ao reduzir sua temperatura de 8,0ºC, em cal, é:  

a) 8,0b) 125c) 4000d) 8000e) 64000      

 

23. (UFSE) A tabela abaixo apresenta a massa m de cinco objetos de metal, com seus respectivos calores específicos sensíveis c.  

METAL c(cal/gºC) m(g)Alumínio 0,217 100Ferro 0,113 200Cobre 0,093 300Prata 0,056 400Chumbo 0,031 500

O objeto que tem maior capacidade térmica é o de: 

a) alumíniob) ferroc) chumbod) pratae) cobre     

 

24. (MACKENZIE) Um bloco de cobre (c = 0,094 cal/gºC) de 1,2kg é colocado num forno até atingir o equilíbrio térmico. Nessa situação, o bloco recebeu 12 972 cal. A variação da temperatura sofrida, na escala Fahrenheit, é de:  

a) 60ºF b) 115ºF  c) 207ºF d) 239ºFe) 347ºF  

 

25. (MACKENZIE) Quando misturamos 1,0kg de água de água (calor específico sensível = 1,0cal/g°C) a 70° com 2,0kg de água a 10°C, obtemos 3,0kg de água a:        a) 10°C      b) 20°C      c) 30°C      d) 40°C      e) 50°C   

 

26. (UFSM - RS) Um corpo de 400g e calor específico sensível de 0,20cal/g°C, a uma temperatura de 10°C, é colocado em contato térmico com outro corpo de 200g e calor específico sensível de 0,10cal/g°C, a uma temperatura de 60°C. A temperatura final, uma vez estabelecido o equilíbrio térmico entre os dois corpos, será de:        a) 14°C      b) 15°C      c) 20°C      d) 30°C      e) 40°C   

 

27. (FUVEST) Num calorímetro contendo  200g de água a 20°C coloca-se uma amostra de 50g de um metal a 125°C. Verifica-se que a temperatura de equilíbrio é de 25°C. Desprezando o calor absorvido pelo calorímetro, o calor específico sensível desse metal, em cal/g°C, vale:        a) 0,10      b) 0,20      c) 0,50      d) 0,80      e) 1,0   

 

28. (VEST - RIO - RJ) Um confeiteiro, preparando um certo tipo de massa, precisa de água a 40°C para obter melhor fermentação. Seu ajudante pegou água da torneira a 25°C e colocou-a para aquecer num recipiente graduado de capacidade térmica desprezível. Quando percebeu, a água fervia e atingia o nível 8 do recipiente. Para obter a água na temperatura de que precisa, deve acrescentar, no recipiente, água da torneira até o seguinte nível:         a) 18      b) 25      c) 32      d) 40      e) 56   

 

29. (PUCCAMP) Uma barra de cobre de massa 200g é retirada do interior de um forno, onde estava em equilíbrio térmico, e colocada dentro de um recipiente de capacidade térmica 46cal/°C que contém 200g de água a 20°C. A temperatura final de equilíbrio é de 25°C. A temperatura do forno, em °C, é aproximadamente igual a: Dado: CCu = 0,03 cal/g°C        a) 140      b) 180      c) 230      d) 280      e) 300  30) Para aquecer 1 kg de uma substância de 10 0C a 60 0C, foram necessárias 400 cal.

Determine:a) o calor específico do materialb) a capacidade térmica da substância

31. Ao receber 3000 cal, um corpo de 150 g aumenta sua temperatura em 20 °C, sem mudar de fase.

Qual o calor específico do material desse corpo?

32. Determine:

a) o calor específico do material

b) a capacidade térmica da substância

33. (Ufpe 96) A figura a seguir representa a temperatura de um líquido não-volátil em função da quantidade de calor por ele absorvida. Sendo a massa do líquido 100g e seu calor específico 0,6 cal/g.°C, qual o valor em °C da temperatura T?

Resolução: dados

Q = 1800 cal

m = 100g

T0 = 20ºC

T = ?

c = 0,6 cal/g.ºC

34. (Mackenzie 96) Um corpo de massa 100g ao receber 2400 cal varia sua temperatura de 20°C para 60°C, sem variar seu estado de agregação. Determine o calor específico da substância que constitui esse corpo, nesse intervalo de temperatura.

T

Resolução: dados

Q = 2400 cal

m = 100g

T0 = 20ºC

T = 60ºC

c = ?

35. (Uel 96) O gráfico a seguir representa o calor absorvido por dois corpos sólidos M e N em função da temperatura.

Determine a razão entre as capacidades térmicas dos corpos M e N.

Resolução: dados

Corpo M

Q = 550 cal

T = 50ºC

Corpo N

Q = 110 cal

T = 70ºC

36. Um bloco de chumbo com 300 g sofre aquecimento de 30ºC para 90 ºC. O calor específico do cobre é de cchumbo = 0,030 cal/ g.ºC. Determine:

a) a quantidade de calor recebida pelo blocob) a capacidade térmica do bloco.