2º ANO DO ENSINO MÉDIO
- 2011
Prof. Marcelo Franco
Moura
LISTA DE EXERCÍCIOS -
CALORIMETRIA
1)
O
calor específico do cobre vale 0,092 cal/gºC. Um cilindro maciço de cobre tem
massa de 0,50 kg. Determine a capacidade térmica desse cilindro, em cal/ºC.
2)
Fornecendo-se
uma quantidade de calor igual a 1000 cal a 100 g de um líquido homogêneo, observa-se
que a temperatura eleva-se em 18ºF.
Determine:
a)
A
capacidade térmica dessa massa de líquido em cal/ºC.
b)
O
calor específico sensível do líquido em cal/gºC.
3)
Um
corpo de capacidade térmica C = 25 J/ºC está inicialmente à temperatura de
30ºC. Se esse corpo receber uma quantidade de calor Q = 200 J, qual será a sua
temperatura final? (Suponha que não haja mudança de estado de agregação.)
4)
Dois
corpos, A e B, recebem calor proveniente de uma fonte térmica. As temperaturas
dos corpos em função da quantidade de calor absorvida por eles estão
registradas no diagrama a seguir.
Qual dos dois corpos tem capacidade térmica
maior? Justifique sua resposta.
5)
A
figura mostra as quantidades de calor Q absorvidas, respectivamente, por dois
corpos, A e B, em função de suas temperaturas.
a)
Determine
a capacidade térmica CA do corpo A e a capacidade térmica CB
do corpo B em J/ºC.
b)
Sabendo
que o calor específico da substância de que é feito o corpo B é duas vezes
maior que o da substância de A, determine a razão mA/mB
entre as massas de A e B.
6) Sabendo-se
que o calor específico médio de uma certa substância vale 0,35 kcal/kgºC, qual
a quantidade de calor para elevar, de 0ºC a 10ºC, a temperatura de 100 g dessa
substância, em cal?
7)
O
calor específico de uma substância é 0,2 cal/gºC. Isso significa que, se 100
gramas dessa substância absorverem 600 calorias de energia térmica, sem mudança
de estado, de quanto a sua temperatura vai se elevar?
8)
Em
Caldas Novas, Goiás, certo poço apresenta água à temperatura de 60ºC. Supondo
uma temperatura ambiente de 25ºC, determine a quantidade de calor liberada por
2 kg de água ao ser retirado do poço, esfriando-se até a temperatura ambiente.
O calor específico da água é 1 cal/gºC.
9)
Fornecem-se
684 cal a 200 g de ferro que estão a uma temperatura de 10ºC. Sabendo que o
calor específico do ferro vale 0,114 cal/gºC , calcule a temperatura final
dessa massa de ferro.
10)
Alguns
refrigerantes “light” informam no recipiente que 350 mililitros de seu conteúdo
possuem teor calórico de 1,5 kcal. Qual a variação de temperatura que um litro
de água sofreria se essa quantidade de energia fosse destinada exclusivamente
para o seu aquecimento?
Lembre-se
que: 1,0 mℓ = 1 cm³
densidade da água = 1,0
g/cm³
calor específico
sensível da água = 1,0 cal/gºC
11)
Um bloco metálico de capacidade térmica
150 cal/°C e colocado no interior de um forno. Esse bloco atinge o equilíbrio
térmico apos receber 39 kcal, não variando seu estado de agregação. Determine a
variação de temperatura sofrida por esse bloco, na escala Fahrenheit.
12)
Um
fogão, alimentado por um botijão de gás, com as características descritas no
quadro abaixo, tem em uma de suas bocas um recipiente com um litro de água que
leva 10 minutos para passar de 20ºC a 100ºC. Para estimar o tempo de duração de
um botijão, um fator relevante é a massa de gás consumida por hora. Mantida a
taxa de geração de calor das condições acima, e desconsideradas as perdas de
calor, determine a massa de gás consumida por hora, em uma boca de gás desse
fogão.
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Características do botijão de gás
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13)
Uma
caixa d’água C, com capacidade de 100 litros, é alimentada, através do registro
R1 , com água fria a 15ºC, tendo uma vazão regulada para manter
sempre constante o nível de água na caixa.
Uma bomba B retira 3 ℓ/min de água da caixa e
os faz passar por um aquecedor elétrico A (inicialmente desligado). Ao ligar-se
o aquecedor, a água é fornecida, à razão de 2 ℓ/min, através do registro R2
, para uso externo, enquanto o restante da água aquecida retorna à caixa para
não desperdiçar energia.
No momento em que o aquecedor, que fornece
uma potência constante, começa a funcionar,a água, que entra nele a 15ºC, sai a
25ºC. A partir desse momento, a temperatura da água na caixa passa então a
aumentar, estabilizando-se depois de algumas horas. Desprezando perdas
térmicas, determine, após o sistema passar a ter temperaturas estáveis na caixa
e na saída para o usuário externo:
a)
A
quantidade de calor Q, em J, fornecida a cada minuto pelo aquecedor.
b)
A
temperatura final T2, em ºC, da água que sai pelo registro R2
para uso externo.
c)
A
temperatura final TC, em ºC, da água na caixa.
14)
Uma
bala de chumbo de massa 20,0 g, temperatura igual a 40,0ºC, movendo-se com
velocidade de 540 km/h, colide com uma parede de aço de um cofre forte e perde
toda a sua energia cinética. Admitindo-se que 90% dessa energia tenha se
convertido em calor, transferido para a massa da bala, qual a elevação de
temperatura que esta sofrerá?
Considere o calor específico do chumbo 130
J/kgºC
15)
Um
operário precisa encravar um grande prego de ferro em um pedaço de madeira.
Percebe, então, que, depois de algumas marteladas, a temperatura do prego
aumenta, pois, durante os golpes, parte da energia cinética do martelo é
transferida para o prego sob a forma de calor. A massa do prego é de 40 g, e a
do martelo, de 1,0 kg.
Sabe-se que o calor específico do ferro é de
0,11 cal/gºC. Admita que a velocidade com que o martelo golpeia o prego é
sempre de 4,0 m/s e que, durante os golpes, apenas 1/4 da energia cinética do
martelo é transferida ao prego sob forma de calor. Admita também que 1 cal = 4
J.
Desprezando-se as trocas de calor entre a
madeira e o prego e entre este e o ambiente, determine o número de marteladas
dadas para que a temperatura do prego aumente em 5ºC.
16)
Um
meteorito penetra na atmosfera da Terra com velocidade de 36000 km/h e esta,
após certo tempo, é reduzida a 18000 km/h. Admitindo que 1% do calor
proveniente da perda de energia fique retido no corpo, determine:
a)
qual
a elevação de temperatura deste;
b)
qual
o calor gerado por unidade de massa no meteorito.
Dados: J = 4,18 J/cal; calor específico médio
do meteorito: c = 0,124 cal/gºC.
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