Questões de Concurso sobre Calor Latente

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

O físico irlandês Jonh Tyndall (1820-1893) descreveu e documentou pela primeira vez o experimento do regelo. Conhecido como experimento de Tyndall, consiste em pendurar um fio de metal fino, com pesos adequados nas pontas, sobre um bloco de gelo a uma temperatura inferior a 0ºC. Assinale a alternativa que apresenta corretamente o fenômeno físico desse experimento.

O calor latente de vaporização é sempre maior que o calor latente de fusão para uma substância pura.

Relacione as colunas e assinale a alternativa com a sequência correta.

1. Calor latente.

2. Calor sensível.

3. Capacidade térmica.

( ) Indica a quantidade de calor que esse corpo deve receber (ou ceder) para sofrer uma variação unitária de temperatura.

( ) Provoca uma variação de temperatura no corpo.

( ) Provoca uma mudança de estado físico da matéria.

Analise a imagem:

Considere a situação em que há tanto álcool quanto água contidos em copos separados. Após um certo período de tempo, observa-se que um dos líquidos está evaporando mais rapidamente do que o outro. Como você explicaria essa diferença na taxa de evaporação dos dois líquidos? Escolha a alternativa que melhor descreve o motivo dessa diferença:

O calor latente de fusão é característico para cada substância. À pressão normal, representa a quantidade de calorias necessárias para que 1 g de uma dada substância passe do estado sólido para o líquido. A tabela a seguir representa o calor latente e a temperatura de fusão de algumas substâncias à pressão normal.

Considerando a temperatura ambiente igual a 25 ºC, nesta temperatura encontram-se no estado sólido as substâncias

Dois objetos X e Y, de materiais diferentes, com mesma massa (m), inicialmente à mesma temperatura ( ) e no estado sólido, foram acondicionados em recipientes idênticos. A mesma quantidade de calor por unidade de tempo (Q) foi fornecida a ambos. O gráfico abaixo ilustra o comportamento da variação da temperatura em função do tempo:

Considerando-se a situação descrita e o gráfico acima, o valor do calor latente (L) do material que compõe Y é igual a:

Aquece-se uma amostra de uma substância, inicialmente na fase sólida, com o auxílio de uma fonte térmica que lhe fornece calor mantendo uma potência constante. O gráfico a seguir mostra como sua temperatura varia em função do tempo.

O calor latente de fusão dessa substância é 140 cal/g. Nesse caso, seu calor específico na fase sólida é

Um aquecedor elétrico de dados nominais (1,0 kW-220 V) é ligado normalmente na rede elétrica e inserido em um frasco adiabático contendo 1,0 L de água (d = 1,0 g/mL: c = 1,0 cal/g. ^oC) a 0 ^oC em contato com 500 g de gelo (L_fusão = 80 cal/g) a 0 ^oC também. O sistema é aquecido até atingir a temperatura de 20 °C. Considerando a relação de 4 joules para cada caloria, o intervalo de tempo necessário para o sistema atingir tal temperatura deve ser de

Um professor de física quer demonstrar aos seus estudantes como medir o calor latente do gelo de maneira simples, sem dispor de uma balança. Congela um volume de 1 copo americano de água. O gelo formado pelo volume do copo americano, ele pica e espera ver iniciar o derretimento para colocar na garrafa térmica. Coloca então, imediatamente, 3 volumes de copo americano de água quente, cuja temperatura pouco antes de despejar na garrafa era de 80,5 ^oC. Então, sela rapidamente a garrafa térmica com papel alumínio, papel de pão e espeta o termômetro (conforme a imagem abaixo), observando o equilíbrio térmico da mistura se estabelecer em 39,7 ^oC.

Se o calor específico da água é de 1 cal /g^oC, a admitindo que a fusão do gelo ocorre a 0 ^oC. Assinale a alternativa que apresenta o valor que identifica corretamente o valor do calor latente do gelo obtido pelo experimento do professor.

Se o calor latente de vaporização da água for L, o tempo de vaporização da gota d’água será proporcional a 1/L.

Em um dia ensolarado, a beira do mar, um banhista introduz uma pedra de gelo de 50g, a 0ºC, em uma garrafa térmica, contendo 250g de água a 25ºC, e a fecha, Desconsidere as trocas de calor com a garrafa. Calcule a temperatura de equilíbrio do sistema, em ºC, inicialmente formado por água e gelo, no interior da garrafa, e assinale a opção correta.

Dados:

Calor específico da água = 1,0 cal/9ºC; e

Calor latente da água = 80 cal/g.

Uma placa de aço e uma placa de alumínio são unidas de modo a formar uma placa bimetálica de comprimento L e lado a (L>>a). Em geral, placas bimetálicas podem ser utilizadas como termostatos (sensores em dispositivos para controlar a temperatura), fazendo ou desfazendo algum contato elétrico a uma temperatura definida devido à curvatura formada no material com a mudança de temperatura. A curvatura neste tipo de material pode ser atribuída ao fato de que:

A entropia é uma quantidade fundamental para a descrição de fenômenos térmicos. Para além de sua interpretação estatística a partir de modelos microscópicos para descrever os fenômenos termodinâmicos, que ficou bastante popular, é bastante simples seu emprego para descrever fenômenos simples macroscópicos usando sua definição macroscópica: dada em termos do calor trocado entre o sistema e o meio, a temperatura do sistema e a temperatura do meio - argumentando pelo significado fundamental dessa quantidade, e que determina a irreversibilidade e a ocorrência (espontaneidade) dos fenômenos termodinâmicos. Considere: 273 g de gelo que derrete completamente, que o processo é realizado com o gelo a 0 ^oC, que o calor latente do gelo é de 80 cal/g, e que 1 cal = 4,2 J. Nessa situação, com o meio externo à temperatura fixa em 27^oC (chamada também de entropia do universo) temos que a variação da entropia do meio é de aproximadamente -306J/K. Assinale a alternativa correta com respeito à variação da entropia total (sistema + meio).

Em um calorímetro ideal e de paredes adiabáticas, existem 600 g de água líquida a 5 ºC. A esse sistema, são acrescentados mais 400 g de água líquida a 10 ºC e 500 g de gelo a – 60 ºC. Adotando o calor específico da água líquida igual a c_L = 1 cal/(g × ºC), o calor específico do gelo igual a c_G = 0,5 cal/(g × ºC) e o calor latente de fusão do gelo igual a L = 80 cal/g, depois de atingido o equilíbrio térmico, dentro do calorímetro haverá

De acordo com o Anuário Nacional de Emissões de Vapores Combustíveis de Automóveis, em 1989 cada veículo leve emitia 5 g/dia de gasolina na forma de vapor para a atmosfera. Os últimos dados de 2012 do anuário, indicam que cada veículo leve emite apenas 0,15 g/dia de gasolina, na forma de vapor para a atmosfera. A diminuição na quantidade de combustível emitido para a atmosfera se deve a presença nos carros atuais de um dispositivo chamado cânister que absorve a maior parte dos vapores de gasolina que seriam emitidos para a atmosfera durante a exposição do carro parado ao sol e depois os injeta diretamente na câmara de combustão durante o funcionamento do motor. A quantidade de calor necessária para vaporizar a gasolina absorvida pelo cânister por dia é, em joules, igual a _______.

Considere:

1 - o calor latente de vaporização do combustível igual a 400 J/g;

2 - a gasolina de 1989 idêntica a utilizada em 2012.

Propõe-se a realização de um experimento no qual um resistor de 12,0 Ω está inserido dentro de um bloco de gelo a 0ºC. O circuito montado está apresentado na figura abaixo.

A bateria tem resistência interna desprezível, e o calor latente de fusão para o gelo é de 3,34x10⁵ J/kg. Sendo assim, qual é o valor da taxa (em g/s) em que esse circuito derreterá o gelo?