Questões de Concurso sobre Calorimetria

Considere aquecer uma certa quantidade de água, tendo duas opções disponíveis: aquecimento direto pela combustão de gasolina e uso de um gerador elétrico alimentado por gasolina.

Sabendo das seguintes informações:

- O aquecimento direto com a combustão de 1 litro de gasolina pode elevar a temperatura de 200 litros de água de 20 °C para 55 °C.

- O gerador elétrico, que consome 1 litro de gasolina por hora, gera eletricidade a 110 V e alimenta um resistor de 11 Ω, que está imerso na água. Todo o calor produzido pelo resistor é transferido para a água.

- O calor específico da água é 4,19 J/g°C.

Assinale a informação CORRETA em relação à quantidade de gasolina necessária para aquecer a mesma quantidade de água usando o gerador elétrico em comparação com a combustão direta?

O gráfico a seguir representa a quantidade de calor absorvida por dois corpos, A e B, de massas iguais em função da temperatura:

De acordo com o comportamento mostrado, pode-se afirmar que a razão entre os calores específicos dos corpo B em relação ao corpo À é:

Uma dada substância possui ponto de fusão em 10 ^oC e ebulição em 150 ^oC. Na fase sólida é sabido que o calor específico da substância é de 10 cal/g∙ ^oC, o calor de fusão é de 50 cal/g, o calor específico de fase líquida é de 30 cal/g∙ ^oC e o calor de vaporização é de 200 cal/g.

Considerando que se deseja aquecer 100 g dessa substância de -10 ^oC a 50 ^oC, a alternativa que apresenta CORRETAMENTE a energia necessária para esse processo é:

Relacione os mecanismos conhecidos para transferência de calor (radiação, condução e convecção) às suas características.

1. Condução

2. Radiação

3. Convecção

( ) Consiste na transferência de calor dentro de um fluído através de movimentos do próprio fluído. Na atmosfera ocorre como consequência de diferenças na densidade do ar. O ar quente é menos denso que o ar frio, de modo que o ar frio e denso desce e força o ar mais quente e menos denso a subir. O ar mais frio é então aquecido pela superfície e o processo é repetido.

( ) Ocorre dentro de uma substância ou entre substâncias que estão em contato físico direto. A energia cinética dos átomos e moléculas é transferida por colisões entre átomos e moléculas vizinhas. O calor flui das temperaturas mais altas, moléculas com maior energia cinética, para as temperaturas mais baixas, moléculas com menor energia cinética.

( ) Consiste de ondas eletromagnéticas viajando com a velocidade da luz. É a principal forma pela qual o sistema Terra -Atmosfera recebe energia do Sol e libera energia para o espaço.

Assinale a opção que apresenta a associação correta.

Em relação aos conceitos de calor e de temperatura, a literatura da área de ensino de ciências afirma que trabalhar essa diferenciação implica, antes de tudo, no conhecimento pelo professor das concepções prévias apresentadas pelos estudantes e da concepção científica em relação a estes conceitos.

A partir deste contexto, analise as concepções discentes abaixo.

I- Calor é uma substância.

II- Calor é dependente da temperatura.

III- Calor é inerente aos corpos quentes.

IV- Temperatura é uma característica do material.

V- Calor é a energia transmitida espontaneamente entre corpos que se encontram em diferentes temperaturas.

São concepções discentes distantes do conhecimento científico o que se afirma apenas em:

Em um recipiente perfeitamente isolado e com capacidade térmica desprezível, 200 g de água a 30 ^o C foram misturados a certa quantidade de gelo, inicialmente a –10 ^o C. Após o equilíbrio térmico, obteve-se uma mistura de água e gelo. Assinale a alternativa que apresenta corretamente a massa de gelo, em gramas, para que a massa inicial de água não se altere.

Dados: calor específico do gelo = 0,5 cal/g ^oC; calor latente de fusão da água = 80 cal/g; calor específico da água = 1 cal/g ^oC.

Em relação aos conceitos de calor e temperatura, assinale a alternativa correta.

Três blocos de materiais diferentes (alumínio, chumbo e ferro), todos com a mesma temperatura inicial e com massas iguais, são aquecidos por chamas idênticas. Nessa situação, após poucos minutos de aquecimento:

Um laboratório de física está investigando as propriedades térmicas de diferentes materiais. Durante um experimento, uma barra de cobre e uma barra de alumínio, ambas com a mesma massa, são aquecidas numa mesma temperatura inicial e, em seguida, são deixadas para resfriar em um ambiente com temperatura constante de 25ºC. Ademais, sabe-se que o calor específico do alumínio é maior que o do cobre.

Com base nos conceitos de calor e de temperatura, assinale a alternativa correta sobre o comportamento térmico das barras durante o resfriamento.

O compartimento de refrigeração de uma geladeira e o seu conteúdo são mantidos a t4 ºC e têm uma capacidade térmica (ou calorifica) média de 60 KJ/K. A geladeira descarrega calor no ambiente a 24 ºC. Com base nas informações, o módulo da potência minima necessária do motor para que a temperatura do compartimento de refrigeração seja reduzida de 1 ºC, em 2 minutos, é de:

Dados: k = 1,38.10^-23J!K (constante de Boltzmann); In4 = 1,386; e In6 = 1,792.

Em uma prática experimental envolvendo os conceitos relacionados à termodinâmica, um estudante verificou que, ao fornecer 60 calorias para 150 gramas de uma substância, fez com que a sua temperatura sofresse uma elevação de 2º C. A tabela abaixo mostra o calor específico de algumas substâncias que estavam disponíveis na prática experimental.

Com base nas informações, é correto afirmar que a substância usada pelo estudante foi

Ao nível do mar, em um recipiente de capacidade térmica desprezível, misturamos 20 g de água líquida a 100ºC com 80 g de água a 10ºC. A mistura troca calor com o meio externo e atinge o equilíbrio térmico a uma temperatura de 20ºC. Até atingir o equilíbrio térmico, a quantidade de calor que é trocada entre toda massa de água do recipiente e o meio externo é:

Dado: Considere o calor específico da água líquida igual a 1 cal/gºC

Aquecedores solares são equipamentos utilizados para o aquecimento de água pelo calor do Sol. São compostos por coletores solares, nos quais ocorre o aquecimento da água, e por um reservatório térmico, em que é armazenada a água quente para ser utilizada posteriormente. A figura ilustra esquematicamente como funciona esse equipamento.

O processo pelo qual ocorre transferência de calor dos coletores solares para o reservatório térmico é a

Um corpo com massa 800 g constitui-se de uma substância de calor específico 0,6 cal/g°C. A quantidade de calor que o corpo deve receber para que sua temperatura varie de 8 °C para 27 °C corresponde a:

Um Cadete acaba de ser selecionado para estagiar em um laboratório e tem a missão de caracterizar um novo material. Para iniciar essa caracterização, foi montado um aparato experimental, representado pelo esquema abaixo, com o objetivo de determinar sua condutibilidade térmica.

O experimento consiste em um tubo feito desse novo material, de comprimento L = 20 cm, raio externo r = 10 cm, espessura ε = 3 mm e possui as duas extremidades fechadas com material isolante. No seu interior, onde foi feito vácuo, é colocado um resistor R para aquecer o sistema internamente com uma quantidade de calor conhecida e constante igual a 1000 cal. Após estabelecido regime permanente, o Cadete aferiu durante 5,0 minutos as temperaturas interna e externa, obtendo respectivamente, T_i = 50 ºC e T_e = 25 ºC. Nessas condições, a condutibilidade térmica, em W . m^-1 . K^-1, medida pelo Cadete, vale

Os copos térmicos têm se tornado bastante populares nos últimos anos, devido à sua promessa de manter bebidas geladas por um longo período, minimizando a influência do ambiente externo na temperatura do conteúdo interno. Consideremos um desses copos térmicos com uma capacidade térmica de 50 𝑐𝑎𝑙/℃, inicialmente a uma temperatura de 18°𝐶. Nesse copo são adicionados 300 𝑔 de água, cuja temperatura inicial é de 5 ℃, juntamente com 100 𝑔 de gelo, que está a 0°𝐶. O calor específico da água corresponde a 1 𝑐𝑎𝑙/𝑔℃ e o calor latente de fusão do gelo 80 𝑐𝑎𝑙/𝑔. Sabendo que a taxa de resfriamento desse copo é de 20 𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑖𝑛, e desconsiderando quaisquer perdas térmicas devido à evaporação ou outras trocas não mencionadas, a temperatura do sistema ao final do período de uma hora será de _______ e a massa de gelo que terá sofrido fusão será de _______.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

Um professor pediu a um técnico de laboratório que realizasse um experimento de aquecimento de 3600L de água. O técnico aqueceu a água, mas o professor reclamou que a temperatura estava 9 °F acima de sua tolerância. Para resolver o problema, o técnico usou as informações contidas na parede do laboratório que mostravam a escala termométrica a seguir:

Considerando-se a densidade da água igual a 1 kg/L e o calor específico igual a 1 cal/g.°C, quanto calor, em kcal, deve ser retirado da água para atender ao professor?

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

Observe a ilustração a seguir.

A forma de transferência de calor que ocorre a partir da lareira para o ambiente até às pessoas é a

Observe o gráfico abaixo, onde energia está sendo constantemente transferida a uma substância em forma de calor ao longo do tempo.

Indique a alternativa correta: