Questões Sobre Calor Latente - Física - concurso

Para resolver esse problema, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para realizar três transformações: o derretimento do gelo, a elevação da temperatura da água líquida de 0 °C para 100 °C e a vaporização da água líquida.

Primeiramente, vamos calcular a quantidade de calor necessária para derreter 10 g de gelo à temperatura de 0 °C. Isso é feito utilizando o calor de fusão do gelo (Lg), que é de 336 J/g. Portanto, a quantidade de calor necessária é:

Q1 = m × Lg = 10 g × 336 J/g = 3360 J

Em seguida, vamos calcular a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura da água líquida de 0 °C para 100 °C. Isso é feito utilizando o calor específico da água (Ca), que é de 4,2 J/g°C. Portanto, a quantidade de calor necessária é:

Q2 = m × Ca × ΔT = 10 g × 4,2 J/g°C × 100 °C = 4200 J

Por fim, vamos calcular a quantidade de calor necessária para vaporizar a água líquida à temperatura de 100 °C. Isso é feito utilizando o calor de vaporização da água (Lv), que é de 2268 J/g. Portanto, a quantidade de calor necessária é:

Q3 = m × Lv = 10 g × 2268 J/g = 22680 J

Agora, basta somar as quantidades de calor necessárias para cada transformação para obter a resposta final:

Qt = Q1 + Q2 + Q3 = 3360 J + 4200 J + 22680 J = 30240 J

Portanto, a resposta correta é E) 30 240 J.

Para resolver esse problema, vamos analisar as trocas de calor que ocorrem durante o processo. Quando o gelo se funde, ele absorve calor da água fervendo, aumentando a temperatura do sistema. Além disso, a água fervendo perde calor, esfriando até alcançar a temperatura desejada de 20 °C.

Essa situação pode ser explicada pelo fenômeno da dilatação térmica, que ocorre quando um material se expande ou se contrai em resposta a mudanças de temperatura. Quando o colecionador de moedas viaja para um país mais quente, as moedas são submetidas a uma temperatura mais alta do que a temperatura do país de origem.

Como resultado, as moedas sofrem uma expansão térmica, ou seja, aumentam de tamanho. No entanto, a moeda A aumenta mais de tamanho do que a moeda B, o que significa que a moeda A tem um coeficiente de dilatação térmica maior que a moeda B.

O coeficiente de dilatação térmica é uma propriedade física que descreve a variação de volume de um material em resposta a uma mudança de temperatura. Quanto maior for o coeficiente de dilatação térmica de um material, mais ele se expande quando a temperatura aumenta.

Portanto, a alternativa correta é a D) O coeficiente de dilatação térmica da moeda A é maior que o coeficiente de dilatação térmica da moeda B. Isso significa que a moeda A se expande mais do que a moeda B quando submetidas à mesma mudança de temperatura.

As outras alternativas não são corretas porque:

• A) O calor específico é uma propriedade que descreve a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de um material em 1°C, e não está relacionado à dilatação térmica.
• B) O calor latente de fusão é a quantidade de calor necessária para fundir um material, e também não está relacionado à dilatação térmica.
• C) O coeficiente de condução térmica é uma propriedade que descreve a capacidade de um material de conduzir calor, e não está relacionado à dilatação térmica.

Em resumo, a dilatação térmica é o fenômeno responsável pelo aumento de tamanho das moedas quando submetidas a uma temperatura mais alta, e a moeda A aumenta mais de tamanho porque tem um coeficiente de dilatação térmica maior que a moeda B.

Uma máquina produz 2,0 kg de gelo em uma hora quando a temperatura inicial da água é 25 oC. Sendo o calor específico da água igual a 1,0 cal/g oC e o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g, a taxa média, em cal/min, com que a máquina retira calor da massa de água, desde a temperatura inicial até convertê-la toda em gelo a 0 oC, é igual a

• A)2,7 × 10³.
• B)8,3 × 10⁴.
• C)8,3 × 10².
• D)3,5 ×10¹.
• E)3,5 × 10³.

Vamos resolver essa questão passo a passo. Primeiramente, precisamos calcular a quantidade de calor que precisa ser retirada da água para que ela atinja a temperatura de 0 oC e se converta em gelo. Para isso, vamos utilizar a fórmula do calor específico, que é Q = mcΔT, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa da água, c é o calor específico da água e ΔT é a variação de temperatura.

No caso, a massa da água é de 2,0 kg, que é igual a 2000 g. A variação de temperatura é de 25 oC para 0 oC, ou seja, uma variação de 25 oC. Substituindo esses valores na fórmula, temos:

Q = mcΔT = 2000 g × 1,0 cal/g × oC = 20000 cal

Além disso, também precisamos considerar o calor latente de fusão do gelo, que é de 80 cal/g. Como a máquina produz 2,0 kg de gelo, que é igual a 2000 g, a quantidade de calor necessária para a fusão é de:

Q = mL = 2000 g × 80 cal/g = 160000 cal

Portanto, a quantidade total de calor que precisa ser retirada da água é de:

Qtotal = Q + Q = 20000 cal + 160000 cal = 180000 cal

Agora, precisamos calcular a taxa média com que a máquina retira calor da massa de água. Como a máquina produz 2,0 kg de gelo em uma hora, a taxa média é igual à quantidade total de calor dividida pelo tempo:

taxa = Qtotal / t = 180000 cal / 60 min = 3000 cal/min

Portanto, a resposta correta é a opção E) 3,5 × 10³, que é muito próxima do valor calculado de 3000 cal/min.

• A)1,5.10³ e 7,94.10⁶
• B)2,4.10⁴ e 1,27.10⁸
• C)1,5.10³ e 1,27.10⁸
• D)2,4.10⁴ e 7,94.10⁶

Além disso, é importante destacar que a reciclagem de alumínio é um processo extremamente eficiente, pois economiza cerca de 95% de energia em relação à produção de alumínio a partir de minério de bauxita. Isso significa que, para produzir 1 kg de alumínio a partir de minério de bauxita, são necessários cerca de 14.000 kWh de energia, enquanto a reciclagem de 1 kg de alumínio consome apenas cerca de 700 kWh de energia.

Portanto, a reciclagem de alumínio é um processo que não apenas gera renda para os coletores de recicláveis, mas também contribui para a preservação do meio ambiente, reduzindo o consumo de recursos naturais e a quantidade de lixo produzido. Além disso, a reciclagem de alumínio também ajuda a reduzir a poluição e a emissão de gases de efeito estufa, contribuindo para um futuro mais sustentável.

Para resolver este problema, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para vaporizar 1 kg de água a 100 °C. O calor latente de vaporização da água é de 2250 kJ/kg, portanto, precisamos fornecer 2250 kJ de calor à água líquida para vaporizá-la.

A resistência elétrica do equipamento é de 2,40 Ω e a ddp utilizada é de 120 V. Podemos calcular a corrente elétrica que fluirá pela resistência elétrica utilizando a lei de Ohm:

I = V / R

Substituindo os valores, temos:

I = 120 V / 2,40 Ω = 50 A

Agora, podemos calcular a potência elétrica dissipada pela resistência elétrica:

P = V x I

Substituindo os valores, temos:

P = 120 V x 50 A = 6000 W

Como todo o calor produzido pela resistência elétrica é absorvido pela água, podemos calcular o tempo necessário para fornecer 2250 kJ de calor à água líquida:

t = E / P

Substituindo os valores, temos:

t = 2250 kJ / 6000 W = 375 s

Portanto, o tempo necessário para que o sistema de vaporização produza 1 kg de vapor à temperatura de 100 °C é de 375 segundos.

A resposta correta é A) 375 s.