Questões de Concurso sobre Calorimetria

Em um processamento, 200 kg de água a 30 ^oC são aquecidos até a obtenção de 200 kg de vapor d’água a 110 ^oC.

A quantidade de calor, em J, necessária para esse processamento corresponde aproximadamente a

Dado

Calor latente de vaporização da água:

2,3 x 10⁶ J kg^-1

Calor específico da água:

4,2 x 10³ J kg^-1 K^-1

Calor específico do vapor d’água:

2,0 x 10³ J kg^-1 K^-1

Um mol de um gás monoatômico ideal se encontra dentro de um recipiente inicialmente a uma temperatura To e sofre uma transformação isobárica, de modo que o seu volume dobra de valor. A quantidade de calor que o gás recebeu nesta transformação é dado por:

Obs.: considere R como a constante geral dos gases.

Um mol de um gás monoatômico ideal, que está inicialmente a uma temperatura To, sofre uma transformação isovolumétrica, de modo que a sua pressão triplica. Em seguida, o gás sofre uma nova transformação isotérmica, de modo que o seu volume dobra de valor nesta transformação. A quantidade de calor que o gás recebeu ao longo de todo o processo é igual a:

Obs.: considere R a constante geral dos gases.

Um calorímetro de capacidade térmica 80 cal/ºC, contendo 400g de água a 10ºC, é utilizado para determinação do calor específico de uma barra de liga metálica de 300g. A barra é inicialmente aquecida a 100ºC e imediatamente colocada dentro do calorímetro. Suponha que a água, a barra de liga metálica e o calorímetro formam um sistema isolado.

Sabendo que a temperatura de equilíbrio térmico atingida no calorímetro foi de 20ºC, determine o calor específico do material da barra.

Considere o calor específico da água 1,0 cal/(g.ºC).

Um dado relógio de pêndulo simples, feito de um fio metálico e uma pequena massa em sua extremidade, está sujeito a mudanças de temperatura no laboratório. Considerando pequenas amplitudes, a frequência de oscilação vai:

O calor específico é definido como a quantidade de energia necessária para que 1 g de uma substância sofra aumento ou diminuição de temperatura de 1°C. Ao visitar a praia, percebemos que, durante o dia, a temperatura da água é inferior à temperatura da areia. O calor específico da areia é bem menor que o da água, logo, a quantidade de energia necessária para aquecer a areia é menor e, por isso, seu aquecimento ocorre mais rápido. Durante a noite, a areia também perde energia mais facilmente que a água, esfriando-se mais rapidamente. Um corpo feito de 260 g de latão é aquecido de 0°C até 100°C, para isso foram utilizadas 2.496 calorias. O calor específico do latão, a capacidade térmica desse corpo e a temperatura desse corpo na situação final se ele perder 1.000 calorias serão, respectivamente:

Um edifício de 15 andares desabou após um incêndio nesta quinta-feira (19) em Teerã. Pelo menos 20 bombeiros morreram no desabamento, segundo o prefeito Mohamad Bagher Ghalibaf.

Fonte: https://noticias.uol.com.br/internacional/ultimas-noticias/2017/01/19/edificio-de-15-andares-em-teera-desaba-apos-incendio.htm, acessado em: 20/03/17.

Em um incêndio desse tipo, o desabamento do prédio pode ser associado à transferência de calor entre os objetos que estão queimando e seus materiais de construção. Utilizando os conhecimentos básicos acerca de Calor e Fenômenos Térmicos, é CORRETO afirmar que

A troca de energia térmica entre dois corpos ocorre somente através do contato de ambos, em um processo denominado irradiação.

Um corpo absorve calor de uma fonte a uma taxa constante de 30 cal/min e sua temperatura (T) muda em função do tempo (t) de acordo com o gráfico a seguir. A capacidade térmica (ou calorífica), em cal/°C, desse corpo, no intervalo descrito pelo gráfico, é igual a

Quando 2,5 kg de uma substância A, cujo calor específico é 0,8 cal/g°C a 1,5°C é misturada com x kg, dessa mesma substância, a 30°C, obtém-se uma mistura com temperatura igual a 15°C. Considerando que a substância não passa por nenhuma mudança de estado, então a massa total dessa mistura é:

Um projétil disparado com velocidade de 200,0 m/s penetrou na parede ficando nela incrustada. Considere que 60% da energia cinética da bala foi transformada em calor, ficando nela retida. Sendo o calor específico da bala 250 J/kgº C, a variação de temperatura da bala, em ºC, imediatamente ao parar, é

Um experimento para medir o calor específico da água utiliza o seguinte material:

Um copo de alumínio recoberto externamente por isopor, uma resistência elétrica (para fornecer o calor), uma fonte de corrente com leitura de tensão e corrente, um termômetro e um cronômetro digital. Numa primeira experiência, utilizando 50 gramas de água, o técnico do laboratório encontrou, para o calor específico da água 4,30 J/(g ⁰C).

Num segundo experimento, desta vez utilizando 100 gramas de água, encontrou 4,24 J/(g ⁰C).

A hipótese feita pelo técnico é de que o copo de alumínio não é ideal, pois tem uma capacidade térmica que não é desprezível.

Escolha a opção que melhor estima a capacidade térmica do copo de alumínio utilizado nos experimentos, sabendo que o calor específico da água é 4,18 J/(g ⁰C). Despreze a possibilidade de trocas de calor com o ambiente:

Um painel coletor de energia solar é utilizado para aquecer a água de uma residência e todo o sistema tem um rendimento de 60%. Para aumentar a temperatura em 12,0 °C de uma massa de água de 1000 kg, a energia solar total coletada no painel deve ser de

Dado: considere o calor específico da água igual a 4,0 $\frac{J}{g.ºC}$ .

Uma esfera de um material cujo calor específico é igual a 0,09 cal/g°C, de massa igual a 100 g, é aquecida de forma que sua temperatura passe de 20°C para 40°C. Nessas condições, a quantidade de calor recebida pela esfera e a capacidade térmica da esfera são, respectivamente:

Dois blocos A e B de materiais distintos possuem massa de, respectivamente, 200 g e 100 g. Para que eles obtenham a mesma variação de temperatura, é necessário fornecer ao bloco A o triplo da quantidade de calor fornecida a B.

Nesse caso, pode-se afirmar que:

Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, foi misturado 1 kg de água a 40 °C e 500 g de gelo a -10 °C. Após o equilíbrio térmico, a massa de água, em gramas, encontrada no calorímetro foi de:

(Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g°C; calor específico do gelo = 0,55 cal/g.°C; calor latente de fusão do gelo = 80,0 cal/g.)

Em meados do século XVIII o conceito de calor especifico e de calor latente não estavam ainda formulados, tarefa que foi resolvida entre 1761 e 1772 com trabalhos dos físicos Joseph Black e Johan Carl Wilcke. Por volta de 1749 predominava a expectativa de que a temperatura de equilíbrio térmico sempre estaria na proporção das massas ou dos volumes das substâncias, sem menção à essa característica intrínseca dos materiais.

“Conforme demonstrou o químico escocês Joseph Black (1728 - 1799) em uma de suas célebres experiências (…) em 1757, ao misturar água a 78ºC com a mesma quantidade de gelo a 0ºC, observou que o gelo se fundiu todo mantendo-se, no entanto, em 0ºC.”

“A crônica do Calor: Calorimetria”, J.M.F. Bassalo, Revista Brasileira do Ensino de Física, Vol. 14 (1), 1992, p. 29.

Em experimentos de calorimetria são comuns desvios sensíveis entre valores observados e calculados com modelos ideais. Considerando o experimento de Black narrado por Bassalo segundo o modelo ideal em que há apenas trocas de calor entre a água, calor específico de 1 cal/gºC, e o gelo, calor latente de fusão de 80 cal/g, assinale a alternativa que representaria a expectativa teórica ideal.

Massas iguais de cinco líquidos distintos, cujos calores específicos estão dados na tabela adiante, encontram-se armazenadas, separadamente e à mesma temperatura, dentro de cinco recipientes com boa isolação e capacidade térmica desprezível.

Se cada líquido receber a mesma quantidade de calor, suficiente apenas para aquecê-lo, mas sem alcançar seu ponto de ebulição, aquele que apresentará temperatura menor, após o aquecimento, será:

Um circuito constituído por um gerador de tensão e três resistores R₁, R₂ e R₃ estão representados no gráfico a seguir com seus respectivos valores de tensões e das correntes elétricas. Quando essa associação é submetida a uma tensão constante de 1.400 V e os três resistores estão ligados em série, considerando 1 caloria igual a 4,2 joules, a energia dissipada nos resistores, em ½ minuto, em calorias, será

Quantas calorias são necessárias para aquecer 500g de certa substância de 20ºC a 70ºC?

Dado: c = 0,24cal/gºC