Banco de dados de questões sobre Calorimetria
questões de vestibulares
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Questões Calorimetria

REF. Pergunta/Resposta
origem:Ufrn
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:Professor Jaulito mora à beira de um precipício de 100 m de desnível. Ele resolveu, então, tirar vantagem de tal desnível para tomar água gelada. Para tal, enrolou uma corda na polia do compressor de um pequeno refrigerador, passou-a por uma roldana, amarrou, na outra extremidade da corda, uma pedra de massa 10 kg e jogou-a precipício abaixo, conforme representado na figura.

imagem não disponivel


Com esse experimento, Professor Jaulito consegue resfriar 50 g de água, que estava inicialmente a 25°C, para 5°C.
Suponha-se que

- todo o trabalho realizado pelo peso da pedra na queda é convertido em trabalho no compressor;
- a eficiência do refrigerador é de 40%;
- o calor específico da água é 1 cal/g°C;
- o valor da aceleração da gravidade no local é 10 m/s²;
- todas as forças resistivas são desprezíveis.

As informações e expressões necessárias para os cálculos envolvidos são as seguintes:
- trabalho realizado pela força gravitacional sobre um corpo de massa m :  = mgh, em que g é a aceleração da gravidade e h variação de altura que o corpo sofre;
- quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo de massa m(c) : Q = m(c)cК em que c é seu calor específico e К é a variação de temperatura sofrida pelo corpo;
- eficiência de um refrigerador: e = Q/

Com base no exposto, atenda às solicitações a seguir.
a) Calcule o trabalho realizado pelo peso da pedra.
b) Calcule a quantidade de calor cedida pelos 50g de água durante a queda da pedra.
c) Calcule o equivalente mecânico do calor que se pode obter a partir dos resultados desse experimento.



resposta:a) O trabalho realizado pelo peso da pedra é
 = (mp) . g . h = 10 . 10 . 100 = 10000 J

b) A quantidade de calor cedida pela água é
Q = (ma) . c . К = 50 . 1 . ( 5 - 25 ) = -1000 cal

c) Como a eficiência é a relação e = Q/, temos que Q = e  (onde Q e  devem ser expressos numa mesma unidade de energia). Para transformar Q(cal) em Q(J), devemos fazer
Q(J) = Q(cal) × Eq, onde Eq é o equivalente mecânico do calor. Desta forma teremos
Q(cal) × Eq = e  (J)

Logo, Eq = e  (J)/ Q(cal)

Eq = 0,4 . 10.000 J/1.000 cal;
logo, Eq = 4 J/cal

Resultados válidos
1.000 cal = 0,4 . 10.000 J ; logo, 1 cal = 4 J

origem:Ufpr
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:Numa garrafa térmica há 100 g de leite à temperatura de 90°C. Nessa garrafa são adicionados 20 g de café solúvel à temperatura de 20°C. O calor específico do café vale 0,5 cal/(g°C) e o do leite vale 0,6 cal/(g°C). A temperatura final do café com leite é de:
a) 80°C.
b) 42°C.
c) 50°C.
d) 60°C.
e) 67°C.




resposta:[A]
Como é uma troca de calor: Qcafe + Qleite = 0

m.cÐT + m.c.ÐT = 0

20.0,5.(T - 20) + 100.0,6.(T - 90) = 0

10.(T - 20) + 60.(T - 90) = 0

T - 20 + 6.T - 540 = 0

7.T - 560 = 0

T = 560/7 = 80°C

origem:Ufg
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:O cérebro de um homem típico, saudável e em repouso, consome uma potência de aproximadamente 16W. Supondo que a energia gasta pelo cérebro em 1 min fosse completamente usada para aquecer 10 ml de água, a variação de temperatura seria de, aproximadamente,
Densidade da água:
1,0.10³ kg/m³
Calor específico da água:
4,2.10³ J/kg.°C

a) 0,5 °C
b) 2 °C
c) 11 °C
d) 23 °C
e) 48 °C




resposta:[D]

origem:Ufrrj
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:Um estudante de Física Experimental fornece calor a um certo corpo, inicialmente à temperatura de 10°C. Ele constrói o gráfico indicado a seguir, onde, no eixo vertical, registra as quantidades de calor cedidas ao corpo, enquanto, no eixo horizontal, vai registrando a temperatura do corpo.

imagem não disponivel


Consideremos agora um outro corpo, com o dobro da massa do primeiro, feito da mesma substância e também inicialmente a 10°C. Com base no gráfico, podemos dizer que, fornecendo uma quantidade de calor igual a 120 calorias a esse outro corpo, sua temperatura final será de
a) 18°C.
b) 20°C.
c) 40°C.
d) 30°C.
e) 25°C.



resposta:[E]

origem:Fgv
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:Os trajes de neopreme, um tecido emborrachado e isolante térmico, são utilizados por mergulhadores para que certa quantidade de água seja mantida próxima ao corpo, aprisionada nos espaços vazios no momento em que o mergulhador entra na água. Essa porção de água em contato com o corpo é por ele aquecida, mantendo assim uma temperatura constante e agradável ao mergulhador. Suponha que, ao entrar na água, um traje retenha 2,5 L de água inicialmente a 21°C. A energia envolvida no processo de aquecimento dessa água até 35°C é

Dados:
densidade da água = 1 kg/L
calor específico da água = 1 cal/(g.°C)
a) 25,5 kcal.
b) 35,0 kcal.
c) 40,0 kcal.
d) 50,5 kcal.
e) 70,0 kcal.




resposta:[B]

Q = m.cÐT = 2500.1.(35-21)
Q = 2500.14 = 35000 cal = 35 kcal

origem:Ufrj
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:Em um calorímetro ideal, há 98g de água à temperatura de 0°C. Dois cubinhos metálicos são introduzidos no calorímetro. Um deles tem massa 8,0g, calor específico 0,25cal/g°C e está à temperatura de 400°C. O outro tem 10g de massa, calor específico 0,20cal/g°C e está à temperatura de 100°C.
Posteriormente, esse último cubinho é retirado do calorímetro e verifica-se, nesse instante, que sua temperatura é 50°C.
Calcule a temperatura final de equilíbrio da água e do cubinho que permanece no calorímetro.




resposta:Numa troca de calor o somatório das trocas de calor entre os participantes da troca é zero.

98.1.[T- 0]+8.0,25.[T-400]+10.0,2.(50 -100)=0

Simplificando e resolvendo essa equação, obtem-se:

100.T - 800 - 100 = 0;

T = 9°C

origem:Unifesp
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:Qualquer dos seus leitores que tenha a ventura de residir em meio ao romântico cenário do País de Gales ou da Escócia poderia, não tenho dúvida, confirmar meus experimentos medindo a temperatura no topo e na base de uma cascata. Se minhas observações estão corretas, uma queda de 817 pés deve gerar um grau de calor, e a temperatura do rio Niágara deve subir cerca de um quinto de grau por causa de sua queda de 160 pés.
Esse trecho foi publicado em 1845 por James P. Joule na seção de cartas da revista inglesa "Philosophical Magazine" e ilustra os resultados por ele obtidos em suas experiências para a determinação do equivalente mecânico do calor.
Sendo c(água) = 4 200 J/(kg°C) o calor específico da água, adotando g = 10 m/s², 817pés = 250 m e 160pés = 50 m, pode-se afirmar que, ao se referir a "um grau de calor" e a "um quinto de grau", Joule está exprimindo valores de temperatura que, em graus Celsius, valem aproximadamente
a) 5,0 e 1,0.
b) 1,0 e 0,20.
c) 0,60 e 0,12.
d) 0,30 e 0,060.
e) 0,10 e 0,020.




resposta:[C]

origem:Ufsc
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:O gráfico a seguir representa a quantidade de calor absorvida por dois objetos A e B ao serem aquecidos, em função de suas temperaturas.

imagem não disponivel


Observe o gráfico e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
(01) A capacidade térmica do objeto A é maior que a do objeto B.
(02) A partir do gráfico é possível determinar as capacidades térmicas dos objetos A e B.
(04) Pode-se afirmar que o calor específico do objeto A é maior que o do objeto B.
(08) A variação de temperatura do objeto B, por caloria absorvida, é maior que a variação de temperatura do objeto A, por caloria absorvida.
(16) Se a massa do objeto A for de 200 g, seu calor específico será 0,2 cal/g°C.



resposta:01 + 02 + 08 + 16 = 27

origem:Puc
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:Para descobrir o calor específico por unidade de massa de uma certa substância, misturamos 0,50kg desta substância, a uma temperatura de 80°C, com uma certa massa de água a 20°C. A temperatura final do sistema é de 40°C. O calor especifico da água é 1,0 cal/g°C.
a) Se a massa de água a 20°C utilizada for o dobro, calcule a temperatura final do sistema.
b) Calcule o calor específico, por unidade de massa da substância, se a massa de água utilizada em (a) for de 1,0 kg.




resposta:a) 32°C.

b) 0,5 cal/g °C.

origem:Ufpe
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:Considere que uma pequena boca de fogão a gás fornece tipicamente a potência de 250 cal/s. Supondo que toda a energia térmica fornecida é transmitida a 200 g de água, inicialmente a 30°C, calcule o tempo, em segundos, necessário para que a água comece a ferver. Considere a pressão atmosférica de 1 atm.



resposta:56 s.

origem:Ufrs
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:À temperatura ambiente, que volume de ferro apresenta a mesma capacidade térmica de um litro de água?
(Considere que, à temperatura ambiente, a capacidade térmica de um litro de água é 4.200 J/°C, o calor específico do ferro é 0, 5 J/g . °C e a massa específica do ferro é 8 g/cm³.)
a) 0, 95 Ø.
b) 1, 00 Ø.
c) 1, 05 Ø.
d) 1, 25 Ø.
e) 1, 50 Ø.




resposta:[C]

origem:Puc
tópico:
Fisica

sub-grupo:Calorimetria

pergunta:Dois corpos A e B estão, separadamente, em equilíbrio térmico com um corpo C. Sobre a temperatura do corpo A, é CORRETO concluir que ela é:
a) diferente da temperatura de B.
b) diferente da temperatura de C.
c) igual à temperatura de C e diferente da temperatura de B.
d) igual à temperatura de B.




resposta:[D]