Questões de Concurso sobre Calor Latente

Leia o texto a seguir.

Quando esquecemos cubos de gelo fora da geladeira por tempo suficiente, o gelo se transforma em água líquida. Essa transformação é chamada de fusão, que ocorre quando o gelo recebe uma quantidade determinada de calor. Ao absorver energia térmica, as moléculas de água no estado sólido vibram cada vez mais até perderem a estrutura rígida que as mantém organizadas, passando então para o estado líquido.

O processo descrito é uma transformação

Considerando a interpretação estatística da entropia formulada por Boltzmann, a relação S = k ln ln W indica que a entropia de um macroestado é função crescente do:

Considerando o gráfico apresentado, que representa o diagrama de fases de certa substância, assinale a opção correta acerca do comportamento físico dessa substância quando submetida a diferentes pressões e temperaturas.

Um bloco de gelo de massa${}^m$ funde-se completamente em água líquida a 0°C (273 K). Sendo $L_f$ o calor latente de fusão, a variação de entropia da água é:

Se 20 g de gelo a 0 °C absorverem 1.200 cal, todo o gelo se fundirá.

Em um experimento escolar, para determinar a quantidade de água evaporada durante o processo de ebulição, seguiram-se os seguintes procedimentos, ilustrados pela imagem:

• colocou-se um volume de água dentro de um recipiente posicionado sobre uma balança;

• inseriu-se uma fonte de calor de potência efetiva de 2700 W no interior do recipiente;

• aqueceu-se a água ali contida até 100 ºC;

• em 2 minutos, desligou-se a fonte de calor e mediu-se a massa de água restante no recipiente.

Admita que o experimento seja realizado ao nível do mar, que o calor latente de vaporização da água seja de 540 cal/g e que 1J = 0,24 cal.

A massa de água, em gramas, evaporada durante o processo de ebulição, corresponde a:

O chumbo é um metal amplamente utilizado em aplicações industriais, apresentando temperatura de fusão relativamente baixa em comparação a outros metais. Uma amostra de 500 g de chumbo encontra-se inicialmente a 27 ºC. Deseja-se aquecê-la até que ela derreta completamente, tendo-se o chumbo líquido na própria temperatura de fusão. Assinale a alternativa correta que representa a quantidade total de calor necessária para levar o chumbo de 27 ºC até a fusão completa. Considere o processo ideal, sem perdas de calor para o ambiente:

(Dados: Calor específico do chumbo 0,13 J/(gºC), temperatura de fusão do chumbo 327 ºC e Calor latente de fusão do chumbo 24,5 J/g).

O calor latente provoca variação de temperatura no corpo sem alterar seu estado físico.

O gráfico mostra como varia a temperatura T de um material em função da quantidade Q de calor absorvido, partindo do estado sólido (I).

Disponível em https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calorimetria-i.htm. Acesso em 06/05/2025.

A quantidade de calor nas etapas I e III são chamadas de calor__________, enquanto no patamar II é chamado de calor_____________, e no patamar IV de calor_____________.

Em sequência, as palavras que completam corretamente essas lacunas são:

No gráfico a seguir, está representada a curva de aquecimento de um corpo, em função da quantidade de energia fornecida, que aos 20 ^oC encontra-se no estado sólido:

Com relação aos números indicados no gráfico, verifica-se que no estágio

Qual a quantidade de calor que um cubo de gelo de 100 g, a -20 °C, deve receber a fim de se tornar água a 20 °C?

Dados:

• calor sensível do gelo: 0,5 cal/g °C;

• calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g;

• calor sensível da água: 1,0 cal/g °C.

Numa fábrica, um operário deixou cair, por engano, uma pedra de gelo de 20 kg a – 10 ^oC dentro de um calorímetro contendo um composto químico líquido que deve ser mantido a 50 ^oC. Para restabelecer a temperatura do líquido em 50 ^oC, injetou-se no calorímetro vapor d’água a 120 ^oC. Considere o calor latente de fusão do gelo 80 cal/g, o latente de condensação do vapor d’água 540 cal/g, o calor específico da água líquida 1 cal/(g^o.C) e os calores específicos do gelo e do vapor d’água ambos iguais a 0,5 cal/(g .^oC).

A massa do vapor d’água injetado no calorímetro foi

Para derreter completamente um bloco de gelo de massa 3,6 quilogramas que está a 0 °C é necessário deixá-lo exposto ao Sol por 8 horas. Sabendo que calor latente de fusão do gelo é igual a 334 kJ/kg e que as dimensões do bloco são 20 cm × 20 cm × 10 cm, assinale a alternativa correta:

Em um experimento realizado no laboratório de termodinâmica, durante uma aula prática, sob condições normais de temperatura e pressão (CNTP), foi analisada a transferência de calor em um sistema termicamente isolado. Foram misturados 0,5 kg de gelo a −10 °C (calor específico do gelo c_gelo = 0,5 cal/g °C, calor latente de fusão L_f = 80 cal/g) com 2 kg de água a 80 °C (calor específico da água c_água = 1,0 cal/g °C).

Considerando que não há troca de calor com o ambiente e que todo o calor trocado ocorre entre os componentes do sistema (água + gelo), ao atingir o equilíbrio térmico, o sistema estará com toda massa em água a

Um professor, no intuito de discutir sobre o descongelamento do gelo das calotas polares, propôs aos seus estudantes um projeto para investigar a quantidade mínima de calor necessária para descongelar completamente 1 bilhão de toneladas de gelo das calotas polares da Antártida, a uma temperatura média de -10^oC e considerando temperatura de fusão do gelo 0^oC, o calor específico do gelo 0,5cal/g^oC e calor latente de fusão do gelo 80cal/g. Assim, solicitou aos estudantes que calculassem com os dados apresentados uma estimativa do valor da quantidade mínima de calor necessária. Os estudantes, trabalhando em grupos, apresentaram os seguintes valores:

O professor, diante dos dados apresentados pelos estudantes, elaborou as seguintes devolutivas:

( ) ao grupo I, solicitou que reavaliassem o valor da massa apresentada.

( ) ao grupo II, solicitou que reavaliassem o valor da massa apresentada.

( ) ao grupo III, solicitou que reavaliassem o valor da quantidade de calor apresentada.

Tais devolutivas são avaliadas como Verdadeiras (V) ou Falsas (F) da seguinte maneira, respectivamente:

Um cubo de gelo é colocado em uma das faces de uma parede que possui 10 cm de espessura e área de 15.10⁴ cm². Na outra face, existe uma fonte de calor. Esse cubo de gelo se funde quando absorve o calor que atravessa essa parede. Sabendo que o cubo necessita absorver 0,9.10² kcal e precisa de 600 segundos para se fundir completamente, assinale a alternativa que indica corretamente a diferença de temperatura, em °C, entre as duas faces da parede.

Considere coeficiente de condutibilidade térmica da parede k = 2,0.10^‐3 cal/s.cm °C.

A avaliação do calor latente de fusão de substâncias é uma tarefa experimentalmente complicada, devido às análises de perdas e trocas de calor com o ambiente. Uma abordagem mais simples envolve atividades de simulação, nas quais são feitas simplificações para facilitar a compreensão dos conceitos relacionados. Considere uma simulação em que há um calorímetro ideal contendo 350 𝑚𝑙 de água (densidade de 1 𝑔/𝑚𝑙) a uma temperatura de 80 °𝐶. No calorímetro, são adicionados 50 𝑔 de gelo a 0 °𝐶. Considerando que ocorrem trocas de calor apenas entre a água e o gelo, qual será a temperatura final do sistema? Considere o calor latente de fusão do gelo igual a 80 𝑐𝑎𝑙/𝑔 e o calor específico da água como sendo 1 𝑐𝑎𝑙/𝑔°𝐶.

A aplicação de um revestimento com baixa emissividade sobre a superfície externa da fornalha possibilita a redução da perda de calor para o ambiente.

A quantidade total de calor necessário para descongelar um cubo de gelo de 200g a uma temperatura de -15ºC até que atinja a temperatura de 80ºC é de:

Considere calor específico do gelo = 0,5cal/g ºC

Considere calor específico da água = 1cal/g ºC

Considere o calor latente de fusão da água = 80cal/g.

Uma barra de ferro está em contato, numa extremidade, com gelo em fusão, e na outra, com vapor de água em ebulição, sob pressão atmosférica.

O comprimento da barra é 50 cm e sua seção transversal tem 10 cm² de área.

O coeficiente de condutibilidade térmica do ferro é de 0,16 cal/s.cm. ^oC; o calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g e, o módulo do calor latente de condensação do vapor, 540 cal/g. Considere o sistema isolado.

A massa do gelo que se funde, após 50 minutos, é