Calorimetria

1). (VUNESP-SP) 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.

21. (FUVEST-SP) Um bloco de gelo que inicialmente está a uma temperatura inferior a 0°C recebe energia a uma razão constante, distribuída uniformemente por toda sua massa. Sabe-se que o valor específico do gelo vale aproximadamente metade do calor específico da água. Dentre as alternativas a seguir o gráfico que melhor representa a variação de temperatura T(em °C) do sistema em função do tempo T(em s) é:

22. (PUC-SP) A experiência de James P. Joule determinou que é necessário transformar aproximadamente 4,2J de energia mecânica para se obter 1cal. Numa experiência similar, deixava-se cair um corpo de massa 50kg, 30 vezes de uma certa altura. O corpo estava preso a uma corda, de tal maneira que, durante a sua queda, um sistema de pás era acionado, entrando em rotação e agitando 500g de água contida num recipiente isolado termicamente. O corpo caia com velocidade praticamente constante.  Constatava-se, através de um termômetro adaptado ao aparelho, uma elevação total na temperatura da água de 14°C.

Determine a energia potencial total perdida pelo corpo e de que altura estava caindo.

Despreze os atritos nas polias, no eixo e no ar.

Dados: calor específico da água: c=1cal/g °C g=9,8m/s².

a) Ep = 7000J;   h = 0,5m.

b) Ep = 29400J; h = 2m.

c) Ep = 14700J; h = 5m.

d) Ep =   7000J; h = 14m.

e) Ep = 29400J; h = 60m.

23. (FUVESP-SP) Um atleta envolve sua perna com uma bolsa de água quente, contendo 600g de água à temperatura inicial de 90°C. Após 4 horas ele observa que a temperatura da água é de 42°C. A perda média de energia da água por unidade de tempo é:

Dado: c = 1,0 cal/g. °C

a) 2,0 cal/s

b) 18 cal/s

c) 120 cal/s

d) 8,4 cal/s

e) 1,0 cal/s

24. (FUVEST-SP) Adote: calor específico da água: 1,0 cal/g.°C

Um bloco de massa 2,0kg, ao receber toda energia térmica liberada por 1000 gramas de água que diminuem a sua temperatura de 1°C, sofre um acréscimo de temperatura de 10°C. O calor específico do bloco, em cal/g.°C, é:

a) 0,2

b) 0,1

c) 0,15

d) 0,05

e) 0,01

25. (FUVEST-SP) Adote: calor específico da água: 1,0 cal/g°C

Calor de combustão é a quantidade de calor liberada na queima de uma unidade de massa do combustível. O calor de combustão do gás de cozinha é 6000kcal/kg. Aproximadamente quantos litros de água à temperatura de 20°C podem ser aquecidos até a temperatura de 100°C com um bujão de gás de 13kg?

Despreze perdas de calor:

a) 1 litro

b) 10 litros

c) 100 litros

d) 1000 litros

e) 6000 litros

26. (UNICAMP-SP) Um aluno simplesmente sentado numa sala de aula dissipa uma quantidade de energia equivalente à de uma lâmpada de 100W. O valor energético da gordura é de 9,0kcal/g. Para simplificar, adote 1 cal=4,0J.

a) Qual o mínimo de quilocalorias que o aluno deve ingerir por dia para repor a energia dissipada?

b) Quantos gramas de gordura um aluno queima durante uma hora de aula?

27. (VUNESP-SP) Na cozinha de um restaurante há dois caldeirões com água, um a 20°C e outro a 80°C. Quantos litros se deve pegar de cada um, de modo a resultarem, após a mistura, 10 litros de água a 26°C?

28. (FUVEST-SP) Um ser humano adulto e saudável consome, em média, uma potência de 120J/s. Uma "caloria alimentar" (1kcal) corresponde, aproximadamente, a 4x10³J. Para nos mantermos saudáveis, quantas "calorias alimentares" devemos utilizar, por dia, a partir dos alimentos que ingerimos?

a) 33

b) 120

c) 2,6 x 10³

d) 4,0 x 10³

e) 4,8 x 10⁵

29. (FATEC-SP) Um frasco contém 20g de água a 0°C. Em seu interior é colocado um objeto de 50g de alumínio a 80°C. Os calores específicos da água e do alumínio são respectivamente 1,0cal/g°C e 0,10cal/g°C.

Supondo não haver trocas de calor com o frasco e com o meio ambiente, a temperatura de equilíbrio desta mistura será:

a) 60°C

b) 16°C

c) 40°C

d) 32°C

e) 10°C

30. (PUCAMP) A temperatura de dois corpos M e N, de massas iguais a 100g cada, varia com o calor recebido como indica o gráfico a seguir. Colocando N a 10°C em contato com M a 80°C e admitindo que a troca de calor ocorra somente entre eles, a temperatura final de equilíbrio, em °C, será:

a) 60

b) 50

c) 40

d) 30

e) 20

31. (FEI-SP) Quando dois corpos de tamanhos diferentes estão em contato e em equilíbrio térmico, e ambos isolados do meio ambiente, pode-se dizer que:

a) o corpo maior é o mais quente.

b) o corpo menor é o mais quente.

c) não há troca de calor entre os corpos.

d) o corpo maior cede calor para o corpo menor.

e) o corpo menor cede calor para o corpo maior.

32. (FEI-SP) Um calorímetro contém 200ml de água, e o conjunto está à temperatura de 20°C. Ao ser juntado ao calorímetro 125g de uma liga a 130°C, verificamos que após o equilíbrio térmico a temperatura final é de 30°C. Qual é a capacidade térmica do calorímetro?

Dados:

calor específico da liga: 0,20cal/g°C

calor específico da água: 1cal/g°C

densidade da água: 1000kg/m³

a) 50 cal/°C

b) 40 cal/°C

c) 30 cal/°C

d) 20 cal/°C

e) 10 cal/°C

33. (VUNESP-SP) Quando uma enfermeira coloca um termômetro clínico de mercúrio sob a língua de um paciente, por exemplo, ela sempre aguarda algum tempo antes fazer a sua leitura. Esse intervalo de tempo é necessário

a) para que o termômetro entre em equilíbrio térmico com o corpo do paciente.

b) para que o mercúrio, que é muito pesado, possa subir pelo tubo capilar.

c) para que o mercúrio passe pelo estrangulamento do tubo capilar.

d) devido à diferença entre os valores do calor específico do mercúrio e do corpo humano.

e) porque o coeficiente de dilatação do vidro é diferente do coeficiente de dilatação do mercúrio.

34. (PUC-SP) Uma barra de alumínio, inicialmente a 20°C, tem, nessa temperatura, uma densidade linear de massa igual a 2,8x10^-3g/mm. A barra é aquecida sofrendo uma variação de comprimento de 3mm. Sabe-se que o alumínio tem coeficiente de dilatação linear térmica igual a 2,4x10^-5 °C^-1 e seu calor específico é 0,2cal/g°C. A quantidade de calor absorvida pela barra é:

a) 35 cal

b) 70 cal

c) 90 cal

d) 140 cal

e) 500 cal

35. (MACKENZIE-SP) Um corpo de massa 100g ao receber 2400 cal varia sua temperatura de 20°C para 60°C, sem variar seu estado de agregação. O calor específico da substância que constitui esse corpo, nesse intervalo de temperatura, é:

a) 0,2 cal/g.°C.

b) 0,3 cal/g.°C.

c) 0,4 cal/g.°C.

d) 0,6 cal/g.°C.

e) 0,7 cal/g.°C.

36. (FUVEST-SP) Uma piscina com 40m² de área contém água com uma profundidade de 1,0m. Se a potência absorvida da radiação solar, por unidade de área, for igual a 836W/m², o tempo de exposição necessário para aumentar a temperatura da água de 17°C a 19°C será aproximadamente:

a) 100 segundos.

b) 10.000 segundos.

c) 1.000.000 segundos.

d) 2.500 segundos.

e) 25.000 segundos.

37. (PUC-SP) É preciso abaixar de 3°C a temperatura da água do caldeirão, para que o nosso amigo possa tomar banho confortavelmente. Para que isso aconteça, quanto calor deve ser retirado da água?

O caldeirão contém 10⁴g de água e o calor específico da água é 1cal/g°C.

a) 20 kcal

b) 10 kcal

c) 50 kcal

d) 30 kcal

e) Precisa-se da temperatura inicial da água para determinar a resposta.

38. (FUVEST-SP) Dois recipientes de material termicamente isolante contêm cada um 10g de água a 0°C. Deseja-se aquecer até uma mesma temperatura os conteúdos dos dois recipientes, mas sem misturá-los. Para isso é usado um bloco de 100g de uma liga metálica inicialmente à temperatura de 90°C. O bloco é imerso durante um certo tempo num dos recipientes e depois transferido para o outro, nele permanecendo até ser atingido o equilíbrio térmico. O calor específico da água é dez vezes maior que o da liga. A temperatura do bloco, por ocasião da transferência, deve então ser igual a:

a) 10°C

b) 20°C

c) 40°C

d) 60°C

e) 80°C

39. (FUVEST-SP) Enche-se uma seringa com pequena quantidade de água destilada a uma temperatura um pouco abaixo da temperatura de ebulição. Fechando o bico, como mostra a figura A a seguir, e puxando rapidamente o êmbolo, verifica-se que a água entra em ebulição durante alguns instantes (veja figura B). Podemos explicar este fenômeno considerando que:

a) na água há sempre ar dissolvido e a ebulição nada mais é do que a transformação do ar dissolvido em vapor.

b) com a diminuição da pressão a temperatura de ebulição da água fica menor do que a temperatura da água na seringa.

c) com a diminuição da pressão há um aumento da temperatura da água na seringa.

d) o trabalho realizado com o movimento rápido do êmbolo se transforma em calor que faz a água ferver.

e) calor específico da água diminui com a diminuição da pressão.

40. (FUVEST-SP) Em um copo grande, termicamente isolado, contendo água à temperatura ambiente (25°C), são colocados 2 cubos de gelo a 0°C. A temperatura da água passa a ser, aproximadamente, de 1°C. Nas mesmas condições se, em vez de 2, fossem colocados 4 cubos de gelo iguais aos anteriores, ao ser atingido o equilíbrio, haveria no copo:

a) apenas água acima de 0°C

b) apenas água a 0°C

c) gelo a 0°C e água acima de 0°C

d) gelo e água a 0°C

e) apenas gelo a 0°C

41. (MACKENZIE-SP) O gráfico a seguir mostra a variação da temperatura de certa massa de água (calor específico=1cal/g°C e calor latente de vaporização=540cal/g), contida em um calorímetro ideal, a partir do instante em que uma fonte térmica começa a lhe fornecer calor à razão constante de 2160cal/minuto. A massa de água líquida contida no calorímetro, 25 minutos após o início de seu aquecimento, é de:

a) 135 g

b) 80 g

c) 55 g

d) 40 g

e) 25 g

42. (PUC-MG) Na figura a seguir, está representada uma caixa totalmente fechada, cujas paredes não permitem a passagem de calor. No seu interior fez-se vácuo. Nesta caixa estão suspensos, presos por cabos isolantes térmicos, e sem tocar qualquer superfície da caixa, dois corpos, A e B, sendo, inicialmente, a temperatura de A maior do que a de B. Após algum tempo, verifica-se que A e B atingiram o equilíbrio térmico. Sobre tal situação, é correto afirmar que a transferência de calor entre A e B NÃO se deu:

a) nem por condução, nem por convecção.

b) nem por condução, nem por radiação.

c) nem por convecção, nem por radiação.

d) por condução, mas ocorreu por convecção e por radiação.

e) por radiação, mas ocorreu por condução e por convecção.

43. (VUNESP-SP) Uma garrafa de cerveja e uma lata de cerveja permanecem durante vários dias numa geladeira. Quando se pegam com as mãos desprotegidas a garrafa e a lata para retirá-las da geladeira, tem-se a impressão de que a lata está mais fria do que a garrafa. Este fato é explicado pelas diferenças entre

a) as temperaturas da cerveja na lata e da cerveja na garrafa.

b) as capacidades térmicas da cerveja na lata e da cerveja na garrafa.

c) os calores específicos dos dois recipientes.

d) os coeficientes de dilatação térmica dos dois recipientes.

e) as condutividades térmicas dos dois recipientes.

44. (MACKENZIE-SP) No romance de Hans Ruesch, "Top of the world", são retratados os costumes dos esquimós. Durante o relato de uma caçada, lemos: "A temperatura fez-se mais fria, lá nas alturas, com 45 ou 51 graus centígrados (Celsius), abaixo de zero (...) - E eles precisavam ter o cuidado de não se esforçar, nem começar a transpirar (...)". Fisicamente, podemos dizer que a recomendação de não vir a transpirar se deve à possibilidade do fenômeno da:

a) vaporização do suor.

b) condensação do suor.

c) sublimação do suor.

d) solidificação do suor.

e) fusão do suor.