Questões de Concurso sobre Calorimetria

Um pequeno vasilhame com 10,0 g de água a 20,0 ºC é colocado em um congelador. Após algum tempo, essa água se transforma em um pequeno bloco de gelo a uma temperatura de –20 ºC. Considere que o calor específico da água é de 1,0 cal/g ºC, que o calor específico do gelo é de 0,5 cal/g ºC e que o calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g. A quantidade de calor, em calorias, retirada do sistema (água/gelo) durante todo esse processo foi de

O calor de fusão de um sólido, C_sólido, é a energia por unidade de massa necessária para fusão. Os materiais A, B e C são sólidos que estão em seus pontos de fusão. São necessários 300 J para fundir 4 kg do material A, 200 J para fundir 5 kg do material B e 240 J para fundir 6 kg do material C. Assinale a alternativa em que o calor de fusão dos três sólidos se encontra em ordem decrescente.

O calor é um tipo de energia térmica que flui de um corpo para outro quando existe uma diferença de temperatura entre eles. Dentre os procedimentos de transferência de calor, existe um que não apresenta a necessidade de um meio material. Identifique-o abaixo e marque a alternativa CORRETA.

Em um calorímetro de capacidade térmica 30 cal/ºC, que contém 1,0 kg de água, ambos a 30 °C, coloca-se 600 g de gelo, inicialmente a –20 °C.

Dados:

Calor especifico da água 1,0 cal/g .°C

Calor especifico do gelo 0,5 cal/g .°C

Calor latente de fusão do gelo 80 cal/g

Desprezando as perdas de calor, após o equilíbrio térmico tem-se que

Uma pedra de gelo de massa M a 0 ^oC é colocada no interior de um calorímetro de capacidade térmica desprezível. Injeta-se no calorímetro uma massa m de vapor d'água a 100 ^oC.

Considere o calor de fusão do gelo 80 cal/g, o calor específico da água (líquida) 1 cal/g^oC e o calor de condensação do vapor d'água 540 cal/g ^oC.

Ao ser atingido o equilíbrio térmico, para que o calorímetro contenha apenas água na fase líquida, M e m devem ser tais que

A quantidade de quilocalorias de um alimento é determinado em um calorímetro onde uma amostra do alimento é queimada e o calor transferido é medido. No caso de uma amostra de 5 g de um alimento, o calor, por grama da amostra, transferido à 0,5 kg de água pura (1 cal/g°C) colocada dentro desse calorímetro e a 0,1 kg de alumínio (0,2 cal/g°C) que compõe a parte interna desse calorímetro será, em kcal/g, igual a ____ .

OBS: considere que a variação de temperatura da água pura e do alumínio foi a mesma e igual a 55°C.

Na montagem de uma cozinha para um restaurante, a escolha do material correto para as panelas é importante, pois a panela que conduz mais calor é capaz de cozinhar os alimentos mais rapidamente e, com isso, há economia de gás. A taxa de condução do calor depende da condutividade k do material, de sua área A, da diferença de temperatura $\Delta$T e da espessura d do material, sendo dada pela relação $\frac{\Delta Q}{\Delta t}$ = k A$\frac{\Delta T}{d}$. Em panelas com dois materiais, a taxa de condução é dada por $\frac{\Delta Q}{\Delta t}$ = A $\frac{\Delta T}{\frac{d_1}{k_1}+\frac{d_2}{k_2}},$ em que d₁ e d₂ são as espessuras dos dois materiais, e k₁ e k₂ são as condutividades de cada material. Os materiais mais comuns no mercado para panelas são o alumínio (k = 20 W/m K), o ferro (k = 8 W/m K) e o aço (k= 5 W/m K) combinado com o cobre (k = 40 /m K).

Compara-se uma panela de ferro, uma de alumínio e uma composta de $\frac{1}{2}$ da espessura em cobre e $\frac{1}{2}$ da espessura em aço, todas com a mesma espessura total e com a mesma área de fundo.

A ordem crescente da mais econômica para a menos econômica é

A tabela a seguir informa o calor específico de algumas substâncias.

Consultando a tabela, avalie as afirmativas a seguir.

I. A água, por ter um calor específico muito alto, é um excelente elemento termorregulador. A ausência de água faz com que, nos desertos, ocorram enormes diferenças entre a temperatura máxima e a mínima em um mesmo dia.

II. Para refrigerar uma peça aquecida, é comum mergulhá-la em água. Será mais eficiente, para resfriá-la, mergulhá-la em mercúrio. Só não se faz isso porque, além de muito caro, seus vapores são extremamente tóxicos.

III. Se cedermos a mesma quantidade de calor a amostras de massas iguais de alumínio e ferro, a temperatura da amostra de ferro aumentará o dobro do que aumenta a amostra de alumínio.

Está correto o que se afirma em

Para determinar o calor específico de um objeto de material desconhecido, de massa igual a 600 g, um professor sugeriu aos seus alunos um experimento que foi realizado em duas etapas.

1ª etapa: no interior de um recipiente adiabático, de capacidade térmica desprezível, colocou-se certa quantidade de água que foi aquecida por uma resistência elétrica R. Utilizando-se de um amperímetro A e de um voltímetro V, ambos ideais, manteve-se a corrente e a voltagem fornecidas por uma bateria em 2 A e 20 V, conforme ilustrado na Figura 1.

Com a temperatura θ lida no termômetro T, obteve-se, em função do tempo de aquecimento Δt, o gráfico representado na Figura 2.

2ª etapa: repete-se a experiência, desde o início, desta vez, colocando o objeto de material desconhecido imerso na água. Sem alterar a quantidade de água, a corrente e a tensão no circuito elétrico, obteve-se o gráfico representado na Figura 3.

Considerando que, em ambas as etapas, toda energia elétrica foi dissipada por efeito Joule no resistor R, pode-se concluir que o calor específico do material de que é feito o objeto é, em cal/(g∙°C) igual a

Complete a lacuna a seguir:_____________ transferência de energia térmica (calor) pela matéria em movimento devido à diferença de densidades dessa matéria, não ocorre no vácuo, pois necessita de um meio material para se propagar.

A partir das informações do texto 1A3-III, é correto afirmar que a energia térmica produzida em um incêndio em um ambiente fechado é transmitida para o ambiente circundante por meio de

Uma série de produtos que usamos no dia-a-dia foram construídos baseados nos conhecimentos da Ciência. Um destes exemplos é a garrafa térmica que é utilizada para impedir a troca de calor entre seu conteúdo e o meio ambiente, mantendo os líquidos quentes ou frios por um maior período de tempo. Para tanto, é necessário que algumas condições que a Física propõe, em relação ao calor e à sua transferência, sejam obedecidas. Assim, as garrafas são feitas basicamente de um vaso de vidro com paredes duplas revestidas com um material espelhado. Entre as paredes de vidro há vácuo, conforme o esquema abaixo.

(Fonte: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/a-garrafa-termica.htm)

Assinale a alternativa correta que relaciona a confecção da garrafa térmica e os processos físicos envolvidos na transferência de calor:

Usa-se energia calorífica para especificar a energia que é diretamente transferida de um objeto a outro. Assim, é correto afirmar que

O gráfico a seguir representa a temperatura (T) de uma amostra de água pura, em °C, em função do calor (Q), em joules, ao qual essa amostra está exposta. No gráfico podemos observar 5 regiões A, B, C, D e E onde B e D representam dois patamares.

Nas alternativas a seguir, as regiões A, B, C, D e E são representadas por pontos ou por frações de uma reta paralela ao eixo horizontal. Assinale a alternativa que representa corretamente essas 5 regiões no respectivo diagrama de fase da amostra de água pura anteriormente citada.

Duas amostras “A” e “B” de água no estado líquido de mesma massa (m) e mesmo calor específico (c) possuem temperatura iniciais diferentes T_IA e T_IB, sendo T_IA maior que TI_B. A mistura obtida com as duas amostras, após algum tempo, atinge a temperatura final T_F. A quantidade de calor que a amostra “A” cedeu é igual a ____ .

A capacidade térmica de três corpos (A, B e C) é igual a C suas temperaturas iniciais são θ_A, θ_B e θ_C ao serem colocados em um calorímetro ideal e desconsiderando possíveis perdas de calor, a temperatura final de equilíbrio será

Uma porta retangular de vidro, de 12 mm de espessura, 2,0 m de altura e 1,0 m de largura, separa um ambiente, onde a temperatura é mantida a 20 ºC, do meio externo, cuja temperatura é - 4 ºC.

Considerando que a perda de calor desse ambiente se dê apenas através da porta, a potência, em W, de um aquecedor capaz de manter constante esta temperatura deve ser igual a

Sobre as propriedades físicas e químicas da água, assinale a alternativa incorreta.

Quando se empurra um carrinho de supermercado realiza-se ___________. Quanto mais se emprega força e quanto maior for o deslocamento do carrinho, maior será o ______________ realizado.

De acordo com o texto acima, qual processo é descrito. Marque a única alternativa que completa as lacunas no texto CORRETAMENTE.

Os conceitos da física tal como os da química, estão presentes frequentemente no dia a dia dos seres humanos. Exemplo: Antigamente eram-se utilizados os termômetros de mercúrio, no qual permitia-se medir a temperatura corporal pela dilatação do mercúrio na coluna.

Qual o conceito físico que se encontra nesse exemplo? Marque a alternativa CORRETA.