Questões Sobre Calorimetria - Física - 2º ano do ensino médio
121) (UFT) Após mergulharem em uma piscina e, em seguida, saírem dela, Daniel e André fazem observações sobre o que cada um deles sentiu durante aquela experiência. Daniel disse: “Quando mergulhei, imediatamente senti frio, devido à transmissão de calor, por condução, do meu corpo para a água da piscina.” André afirmou: “Assim que saí da piscina, senti frio devido ao calor latente de vaporização da água.” Considerando-se as duas situações descritas, é CORRETO afirmar que
- A) apenas a observação de André está certa.
- B) apenas a observação de Daniel está certa.
- C) ambas as observações estão certas.
- D) nenhuma das duas observações está certa.
A alternativa correta é letra C) ambas as observações estão certas.
Observação de Daniel:
“Quando mergulhei, imediatamente senti frio, devido à transmissão de calor, por condução, do meu corpo para a água da piscina.”
Está certa, pois ao mergulhar ocorre transmissão de calor do corpo (mais quente) para a água (mais fria).
Observação de André:
“Assim que saí da piscina, senti frio devido ao calor latente de vaporização da água.”
Ao sair da piscina, a água rouba calor (latente) do corpo para poder vaporizar (mudar de estado).
122) (FMU) A temperatura durante a mudança de estado, para uma substância,
- A) é sempre maior que 0
- B) é sempre menor que 0
- C) é sempre constante à mesma pressão
- D) varia conforme o estado de agregação da substância
- E) varia independentemente do estado de agregação da substancia
A alternativa correta é letra C) é sempre constante à mesma pressão
A temperatura durante a mudança de estado físico de uma substância pura é sempre constante à mesma pressão.
123) (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
A alternativa correta é letra D) 40
A questão pede em que nível vai ficar após o acréscimo de água, ou seja, o volume final.
Sabe-se que:
Q = m.c.ΔT
∑Q = 0
Quando a água fervia (100ºC), estava no nível 8.
Dessa forma:
8.1.(100-40) + m'.1.(40-25) = 0
8.60 + m'.15 = 0
m'.15 = -480
m' = -480/15
m' = | 32 | volumes
Como já tem 8 volumes no recipiente, o volume final vai ser a quantia de volumes já colocados no recipiente somado ao volume de água adicionado, portanto:
Vf = 8+32 Vf = 40 volumes124) (UFU-MG) Um aparelho de micro-ondas é utilizado para aquecer 100 g de água (calor específico igual a 1 cal/g°C), de 25°C a 73°C. O aparelho gera 100 W de potência, sendo que 80% da energia produzida atinge a água e é totalmente convertida em calor. Nessas condições, assinale a alternativa que corresponde a uma afirmação VERDADEIRA.
- A) A energia total gerada pelo aparelho de micro-ondas em cada segundo é de 80 J.
- B) O calor absorvido pela água durante esse processo de aquecimento é de 4 800 J.
- C) O rendimento desse processo é de 20%.
- D) O tempo necessário para esse processo de aquecimento é de 4 minutos.
A alternativa correta é letra D)O tempo necessário para esse processo de aquecimento é de 4 minutos.
Para que 100 g de água sejam aquecidos de 25ºC para 73ºC, é necessário:
Q = m.c.∆T
Q = 100.1.(73-25)
Q = 100.48
Q = 4800 cal
1 cal = 4 J
4800 cal = 4800.4 = 19200 J
80% da energia produzida atinge a água e é totalmente convertida em calor, ou seja:
P = 0,8.100 = 80 W
W = J/s
Logo:
P = 80 J/s
Dessa forma:
19200/80 = 240 segundos (4 minutos)
125) (PUC-RIO 2009) Quanta energia deve ser dada a uma panela de ferro de 300 g para que sua temperatura seja elevada em 100 ºC? Considere o calor específico da panela como c = 450 J/ kgºC.
- A) 300 J
- B) 13500 J
- C) 1750 J
- D) 450 J
- E) 300 J
A alternativa correta é letra B) 13500 J
Convertendo unidade: 300 g = 0,3 kg
c = Q/m.∆T
450 = Q/(0,3.100)
450 = Q/30
Q = 450.30
Q = 13500 J
126) Se, por economia, abaixarmos o fogo sob uma panela de pressão logo que se inicia a saída de vapor pela válvula, de forma simplesmente a manter a fervura, o tempo de cozimento
- A) será maior, porque a panela esfria.
- B) será menor, pois diminui a perda de água.
- C) será maior, pois a pressão diminui.
- D) será maior, pois a evaporação diminui.
- E) não será alterado, pois a temperatura não varia
A alternativa correta é letra E) não será alterado, pois a temperatura não varia
A temperatura não varia porque, apesar do calor ter diminuído, após a fervura o interior da panela está sob uma pressão muito maior do que antes da fervura. Como aumento de pressão gera aumento de temperatura este compensa a diminuição da fonte de calor e a temperatura se mantém igual.
127) (UDESC 2017/1) Um oxidante bastante utilizado em fogos de artifício e fabricação de fósforos é o perclorato de potássio, que é um sólido iônico à temperatura ambiente (25°C). Assinale a alternativa que contém o calor necessário para elevar a temperatura de 25,0 g de perclorato de potássio da temperatura ambiente até sua temperatura de fusão em 525°C.
- A) 7,3 kJ
- B) 18,0 kcal
- C) 528 kJ
- D) 128 kJ
- E) 73,1 kJ
A alternativa correta é letra C) 528 kJ
Massa do perclorato de potássio:
KClO4 = 138 g/mol
25 g → 25/138 = 0,181 mol
Temperatura em Kelvin:
25ºC → 298 K.
525ºC → 798 K.
Aplicando tudo na fórmula:
c = Q/m.∆T
5,85 = Q/0,181.(798-298)
5,85 = Q/90,5
Q = 5,85.90,5
Q = 529,425 kJ
128) t] (FCMMG) A Lua é um satélite árido, sem atmosfera, com montanhas rochosas, planícies e crateras. Quando uma de suas metades está iluminada pelo Sol, sua temperatura pode chegar a 120°C, enquanto, no mesmo momento, a face escura pode ter uma temperatura em torno de 150°C abaixo de zero. Essa grande variação de temperatura é explicada, principalmente, por uma característica física das rochas, isto é,
- A) o seu calor latente.
- B) a sua capacidade térmica.
- C) o seu calor específico.
- D) o seu coeficiente de dilatação.
A alternativa correta é letra C)o seu calor específico.
O calor específico representa a quantidade de calor que provoca uma variação unitária de temperatura sobre uma massa também unitária. As rochas da lua tem alto calor específico, ou seja, é necessário fornecer (Sol) ou retirar uma grande quantidade de calor para alterar a sua temperatura.
129) Sobre a equação fundamental da calorimetria, é incorreto afirmar que:
- A) é definida a partir do calor específico e da capacidade térmica de um material;
- B) é utilizada para calcular a quantidade de calor trocada por um corpo, quando essa troca causa variação em sua temperatura;
- C) Relaciona a quantidade de calor trocada por um corpo com a sua massa, calor específico e variação de temperatura;
- D) Calcula o calor latente de um corpo;
- E) Também é utilizada para a obtenção do calor sensível de um corpo.
A resposta incorreta é a letra D), calcula o calor latente de um corpo. Isso porque a equação fundamental da calorimetria só se aplica ao calor sensível, que é o calor que provoca variação de temperatura em um corpo. O calor latente é o calor que provoca mudança de estado físico em um corpo, sem alterar sua temperatura. Para calcular o calor latente, usamos outra fórmula:
Q = m.L
Onde:
- Q é a quantidade de calor latente (cal ou J)
- m é a massa do corpo (g ou kg)
- L é o calor latente de mudança de estado (cal/g ou J/kg)
130) (PUC-Campinas-SP) Sobre a grandeza calor específico, podemos dizer que fornece, numericamente, a quantidade de calor:
- A) Necessária para que cada unidade de massa do corpo varie sua temperatura de um grau.
- B) Necessária para que cada unidade de massa do corpo mude de estado físico.
- C) Que um corpo troca com outro quando varia sua temperatura.
- D) Necessária para que a temperatura de um corpo varie de um grau.
- E) Que um corpo troca com outro quando muda de estado.
A resposta correta é a letra A), necessária para que cada unidade de massa do corpo varie sua temperatura de um grau. O calor específico é definido como:
c = Q / mΔT
Onde:
- c é o calor específico (cal/g°C ou J/kg.K)
- Q é a quantidade de calor (cal ou J)
- m é a massa do corpo (g ou kg)
- ΔT é a variação de temperatura (°C ou K)