Questões de Concurso sobre Calorimetria

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

A capacidade térmica de um corpo consiste na quantidade de calor que ele necessita ceder ou receber para variar sua temperatura em 1 grau, sendo diretamente proporcional à sua massa.

Analise as afirmativas a seguir.

I. As moléculas de um corpo, quer ele se encontre na fase sólida, na fase líquida ou na fase gasosa, possuem energia cinética, mas não possuem calor. Calor é energia em trânsito.

II. Quando a energia cinética de um corpo varia, a energia cinética média de suas moléculas também varia. Consequentemente, ele cedeu ou recebeu energia, mas não necessariamente calor. A energia pode ter sido por ele cedida ou recebida sob forma de trabalho.

III. A fase em que uma substância se encontra depende de suas condições de pressão e temperatura, é possível que uma substância se encontre na fase sólida e líquida, por exemplo, em uma mesma temperatura.

Está correto o que se afirma em

Um cubo de gelo está completamente submerso em 3,45 kg de água e preso por meio de um fio ideal de capacidade térmica desprezível, ao fundo de um recipiente adiabático, conforme representado na figura seguinte:

Inicialmente, a água está a 16 ºC e o gelo a 0 ºC e observa-se uma tração no fio de 1,0 N.

Considere que ocorra troca de calor exclusivamente entre a água e o gelo e que, à medida em que o gelo derrete, o fio continue prendendo o cubo de gelo ao fundo do recipiente, sem exercer pressão sobre o gelo.

Nessas condições, ao ser atingido o equilíbrio térmico no interior do recipiente, a tração, em N, sentida pelo fio, será 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

O jornal informa a seguinte previsão do tempo: segundo o Instituto Nacional de Meteorologia, a temperatura máxima chega a 28 ºC; a mínima fica em 17 ºC (1); ventos podem atingir 60 km/h (2); pela manhã, deve haver formação de nuvens (3); chove durante a tarde (4); vai fazer calor na região centro-oeste e frio no sul do país (5).

Considerando as informações numeradas de 1 a 5, a associação correta entre a informação e o conceito físico está descrita em:

A variação da incidência de radiação solar sobre a superfície da Terra resulta em uma variação de temperatura ao longo de um dia denominada amplitude térmica. Edificações e pavimentações realizadas nas áreas urbanas contribuem para alterar as amplitudes térmicas dessas regiões, em comparação com regiões que mantêm suas características naturais, com presença de vegetação e água, já que o calor específico do concreto é inferior ao da água. Assim, parte da avaliação do impacto ambiental que a presença de concreto proporciona às áreas urbanas consiste em considerar a substituição da área concretada por um mesmo volume de água e comparar as variações de temperatura devido à absorção da radiação solar nas duas situações (concretada e alagada). Desprezando os efeitos da evaporação e considerando que toda a radiação é absorvida, essa avaliação pode ser realizada com os seguintes dados:

ROMERO, M. A. B. et al. Mudanças climáticas e ilhas de calor urbanas. Brasília: UnB; ETB, 2019 (adaptado).

A razão entre as variações de temperatura nas áreas concretada e alagada é mais próxima de

Uma sala tem 3m x 4m e o teto está a uma altura de 2m. Considere a densidade do ar 1,2 kg/m³ e o calor específico de cerca de 1,0 J/gK.

Assinale a alternativa que corretamente apresenta uma estimativa adequada para quantidade de calor que deve ser retirada do ar contido nessa sala para que ela seja resfriada de 10 ^oC.

O gráfico abaixo indica a variação de temperatura ΔT, em função da quantidade de calor Q, transferida a dois sistemas A e B, de massas iguais, inseridos em calorímetros ideais.

De acordo com a análise gráfica é possível concluir que a relação entre o calor específico (c_A) e (c_B) dos materiais presentes nos sistemas A e B, respectivamente, 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

O calor é uma energia térmica que flui de um corpo para outro quando existe uma diferença de temperatura entre eles. O calor pode ser transferido de três formas, marque a opção que identifica um deles e o conceitua corretamente:

Uma determinada substância pode mudar de uma fase para outra através do recebimento ou do fornecimento de calor. Uma mudança possível é a

A quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1,0 Kg de uma substância por um Kelvin é:

No tratamento de recolagem de retina, aplica-se nela pulsos de laser. Contudo, deve ser observado que o aumento de temperatura seja tal que não cause maiores lesões ao tecido. Em um procedimento, o operador regula a potência do laser para 100 mW com pulsos com duração de 10 ms. O feixe do laser atua em uma porção da retina que tem massa de 1 μg e calor específico de 10 kJ/(kg∙K). Qual será o aumento da temperatura nesse local de atuação do laser após um pulso?

O processo no qual ocorre a transferência de calor através de um meio material sólido submetido a um gradiente de temperatura tem o nome de

O corpo humano perde para o ambiente uma potência média de 100,0W na forma de calor. Esse valor fica 30 vezes maior quando o corpo está submerso em água, podendo causar hipotermia. Os sintomas da hipotermia vão desde tremores leves, mãos e pés dormentes, cansaço excessivo e lentidão nos movimentos. Esses sintomas se iniciam quando a temperatura corporal fica inferior a 35°C e pode ser fatal a partir de 21°C. Determine o intervalo de tempo em que uma pessoa de 75kg, inicialmente com temperatura de 37°C, passa a ter os primeiros sintomas de hipotermia quando estiver submersa em água.

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(Considere o calor específico do corpo humano 1,1cal/g°C e 1,0cal = 4,0J.)

Do ponto de vista termodinâmico, a transferência de calor do Sol até a Terra pode ser classificada como

Os copos térmicos com tampa da marca S. funcionam como os calorímetros que são encontrados nos laboratórios de física. Um estudante que deseja resfriar 300 ml de água, adicionando pedras de gelo de 10 g cada, pode fazê-lo desprezando a perda de calor para o ambiente.

Suponha que a temperatura inicial da bebida seja 25 °C e o estudante queira resfriar sua bebida para 10 °C, quantas pedras de gelo (a 0 °C) deverão ser adicionadas ao copo?

(Considere $\rho$ =1 kg/L, c=1 cal/g^oC, L_F=80 cal/g, LV=540 cal/g)

Considere-se uma barra de aço com 10 cm de comprimento, 6 cm² de área de seção transversal retangular e cujas extremidades sejam submetidas a temperaturas constantes e diferentes, 20 ℃ em uma extremidade e 130 ℃ em outra. Nessa hipótese, sabendo-se que a condutividade térmica do aço vale 1,1 × 10⁻² kcal ∙ m ∙ ℃ ∙ s⁻¹, após alcançado o estado estacionário, o valor do fluxo de calor na barra, devido ao processo de transmissão de calor por condução, é

Dois grupos de estudantes recebem a tarefa de medir, no laboratório do colégio, o calor específico de um metal. Para isso, recebem duas amostras de massas iguais desse metal e as aquecem em água fervente até terem certeza de que suas temperaturas chegaram a 100^oC. Um dos grupos utiliza um calorímetro de água (Berthelot), coloca no calorímetro 800 g de água a 20^oC e nele introduz uma das amostras metálicas aquecida. O outro grupo usa um calorímetro do “poço de gelo” (Bunsen), coloca no calorímetro uma grande pedra de gelo a 0oC, que possui uma cavidade (o “poço”) e nessa cavidade introduz a outra amostra metálica aquecida e, em seguida, o tampa. O calor específico da água (líquida) é 1,0 cal/g^oC e o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g. Considere desprezíveis as capacidades térmicas dos calorímetros. O grupo que utilizou o calorímetro de Berthelot verificou que a temperatura de equilíbrio térmico do sistema água/amostra metálica foi de 36^oC.

Nesse caso, a massa de gelo que se fundiu até ser atingido o equilíbrio térmico no calorímetro de Bunsen foi