Questões Sobre Calorimetria - Física - 2º ano do ensino médio
111) Um bloco de gelo de massa igual a 300 g encontra-se a 0°C. Para que todo gelo se derreta, obtendo água a 0°C, são necessárias 24.000 cal. Determine o calor latente de fusão do gelo.
FAZER COMENTÁRIODurante toda a mudança de fase a temperatura é constante, logo o calor é latente.
Q = m.L
24000 = 300 . L
L = 24000 / 300
L = 80 cal/g
Resposta: 80 cal/g
112) (UFMG 2008) Depois de assar um bolo em um forno a gás, Zulmira observa que ela queima a mão ao tocar no tabuleiro, mas não a queima ao tocar no bolo. Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar que isso ocorre porque:
- A) a capacidade térmica do tabuleiro é maior que a do bolo.
- B) a transferência de calor entre o tabuleiro e a mão é mais rápida que entre o bolo e a mão.
- C) o bolo esfria mais rapidamente que o tabuleiro, depois de os dois serem retirados do forno.
- D) o tabuleiro retém mais calor que o bolo.
A alternativa correta é letra B) a transferência de calor entre o tabuleiro e a mão é mais rápida que entre o bolo e a mão.
Quanto maior a condutividade térmica, mais rápido é transferido o calor pelo corpo.
113) (UNIFESP–2009) A sonda Phoenix, lançada pela NASA, detectou em 2008 uma camada de gelo no fundo de uma cratera na superfície de Marte. Nesse planeta, o gelo desaparece nas estações quentes e reaparece nas estações frias, mas a água nunca foi observada na fase líquida. Com auxílio do diagrama de fase da água, analise as três afirmações seguintes:
I. O desaparecimento e o reaparecimento do gelo, sem a presença da fase líquida, sugerem a ocorrência de sublimação.
II. Se o gelo sofre sublimação, a pressão atmosférica local deve ser muito pequena, inferior à pressão do ponto triplo da água.
III. O gelo não sofre fusão porque a temperatura no interior da cratera não ultrapassa a temperatura do ponto triplo da água.
De acordo com o texto e com o diagrama de fases, pode-se afirmar que está CORRETO o contido em
- A) I, II e III.
- B) II e III, apenas.
- C) I e III, apenas.
- D) I e II, apenas.
- E) I, apenas.
A alternativa correta é letra D) I e II, apenas.
Afirmação I: correta. A sublimação é a mudança do estado sólido para o estado gasoso, sem passar pelo estado líquido.
Afirmação II: correta. Observando o gráfico notamos que no local onde ocorre sublimação, ou seja, abaixo do ponto triplo da água, a pressão é baixa.
Afirmação III: incorreta. O gelo não sofre fusão porque a pressão no interior da cratera não ultrapassa a pressão do ponto triplo da água.
114) (UFMG) Júlia coloca uma esfera de cobre e uma de alumínio, ambas de mesma massa e à mesma temperatura, sobre um bloco de gelo. Após um certo tempo, ela observa que essas esferas permanecem em equilíbrio nas posições indicadas nesta figura:
Todas as dimensões estão representadas em escala na figura. Sejam dCu e dAl as densidades e cCu e cAl os calores específicos, respectivamente, do cobre e do alumínio. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que
- A) dCu < dAl e cCu > cAl .
- B) dCu > dAl e cCu < cAl .
- C) dCu < dAl e cCu < cAl .
- D) dCu > dAl e cCu > cAl .
A alternativa correta é letra B) dCu > dAl e cCu < cAl .
Primeiramente devemos lembrar que a densidade é calculada através da massa sobre volume (d = m/V). Como as esferas têm a mesma massa, concluímos que a de maior densidade é aquela com menor volume. Na imagem a esfera de cobre é a menor, ou seja, tem menor volume e consequentemente maior densidade.
dCu > dAl.
O alumínio derreteu mais gelo do que o cobre e portanto ele liberou mais calor do que o cobre. Como o calor sensível é proporcional à quantidade de calor (c = Q/m.ΔT), o alumínio tem maior calor sensível.
cCu < cAl
115) (Puccamp 2016) A perspectiva de uma pessoa que usa uma garrafa térmica é que esta não permita a troca de calor entre o meio ambiente e o conteúdo da garrafa. Porém, em geral, a própria garrafa já provoca uma pequena redução de temperatura quando nela colocamos um líquido quente, como o café, uma vez que a capacidade térmica da garrafa não é nula. Numa garrafa térmica que está a 24ºC colocam-se 500 g de água (c = 1 cal/gºC) a 90ºC e, após algum tempo, nota-se que a temperatura estabiliza em 84ºC. Pode-se afirmar que a capacidade térmica desta garrafa é, em cal/ºC,
- A) 5.
- B) 6.
- C) 50.
- D) 60.
- E) 100
A alternativa correta é C) 50
Qg + Qa = 0
mg.cg.∆T + ma.ca.∆T = 0
mg.cg.(84-24) + 500.1.(84-90) = 0
Lembre-se que a capacidade térmica pode ser calculada através do produto da massa pelo calor específico (C = m.c), por isso podemos substituir as variáveis acima pela capacidade térmica da garrafa (Cg).
Cg.60 + 500.(-6) = 0
Cg = 3000/60
Cg = 50 cal/ºC
116) (ENEM – 2016) Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmaram, categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior. O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá
- A) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico.
- B) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura mais alta que a de alumínio.
- C) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que a de alumínio.
- D) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a de plástico.
- E) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de temperatura.
A alternativa correta é letra A) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico.
As duas bandejas se encontram numa mesma temperatura, pois estão em temperatura ambiente e assim há equilíbrio térmico. Ao colocar a mão na bandeja de alumínio, esta parece mais fria. Isso ocorre porque o alumínio tem maior condutividade térmica e consequentemente o calor flui rapidamente da mão para o alumínio, dando a sensação errônea de temperatura mais baixa.
117) (Fatec-SP) Calor é:
- A) energia que aumenta em um corpo quando ele se aquece.
- B) energia que sempre pode ser convertida integralmente em trabalho.
- C) energia que jamais pode ser convertida integralmente em trabalho.
- D) o agente físico responsável pelo aquecimento dos corpos.
- E) uma modalidade de energia em trânsito.
A alternativa correta é letra E) uma modalidade de energia em trânsito.
O calor é a energia térmica em trânsito, que flui motivada pela diferença de temperatura entre dois corpos.
118) (F.M.ABC-SP) Dois corpos sólidos receberam a mesma quantidade de calor e sofreram o mesmo aumento de temperatura. Podemos concluir que os corpos tem mesmo(a):
- A) massa
- B) densidade
- C) capacidade térmica
- D) calor específico
- E) coeficiente de dilatação
A alternativa correta é letra C) capacidade térmica
Se dois corpos sólidos receberam a mesma quantidade de calor e sofreram o mesmo aumento de temperatura, podemos concluir que os corpos tem a mesma capacidade térmica (C = Q/ΔT).
119) (G1 – cftmg 2017) Dois corpos A e B de temperaturas TA e TB, onde TA > TB são colocados em um recipiente termicamente isolado juntamente com um terceiro corpo C de temperatura TC. Após atingido o equilíbrio térmico, as temperaturas
- A) TA, TB e TC diminuem.
- B) TA, TB e TC tornam-se iguais.
- C) TA diminui, TB aumenta e TC diminui.
- D) TA aumenta, TB diminui e TC aumenta.
A alternativa correta é letra B) TA, TB e TC tornam-se iguais.
No equilíbrio térmico dois ou mais corpos passam a apresentar a mesma temperatura após a transferência de calor.
120) (Pucrj 2017) Em uma experiência de física, um aluno verifica que o calor de fusão de um dado objeto é 50 J/kg. Para um outro objeto com o dobro da massa, mas feito do mesmo material, o calor de fusão, em J/kg, deve ser
- A) 200
- B) 100
- C) 50
- D) 25
- E) 12,5
A alternativa correta é letra C) 50
O calor de fusão é uma característica do material componente do objeto, independente da massa ou do volume do objeto. Dessa forma, o calor de fusão será o mesmo (50 J/kg).