1.

Um estudante assistindo uma aula de física produz um calor de 100 J / s .

a Qual a quantidade de calor produzida por uma turma de 90 alunos em 50 minutos de aula?

b Suponha que todo calor produzido em a seja transferido para 3200 000 m 3 de ar no auditório. O calor específico do ar é 1,020 J / k g K e a sua densidade é 1,20 k g / m 3 . Qual o aumento da temperatura do auditório, desprezando as outras perdas de calor?

c Quando os alunos estão fazendo prova, o calor produzido por cada um é de 280 J / s . Qual seria o aumento da temperatura do auditório nesse caso?

Resolução
2.

Que massa de água permanece no estado líquido depois que 50,2   k J são transferidos na forma de calor a partir de 260   g de água inicialmente no ponto de congelamento? Sabendo que o L f = 333   k J / k g .

Resolução
3.

Uma amostra de 0,400   K g é colocada em um sistema de resfriamento que remove calor a uma taxa constante. A figura abaixo indica a temperatura T da amostra em função do tempo t ; a escala do eixo horizontal é definida por t S = 80,0   m i n . A amostra congela durante o processo. O calor específico da amostra no estado líquido inicial é 3000   J / K G . K . Determine a   o calor de fusão da amostra e b o calor específico da fase sólida.

Resolução
4.

Quantos cubos de gelo de 20 g , cuja temperatura inicial é de - 10 ° C , precisam ser colocados em 1,5 l de chá quente, cuja temperatura inicial é de 90 ° C , para que a mistura final tenha a temperatura de 10 ° C ? Suponha que todo o gelo estará derretido ao fim do processo e que o calor específico do chá seja igual ao da água.

Dados:

Calor específico da água: c a = 4190   J / k g . ° C

Calor específico do gelo: c g = 2220 J / k g . ° C

Calor Latente de fusão do gelo: L g = 333000   J / k g

Densidade da água: ρ á g u a = 1000 k g / m 3

Resolução
5.

Uma tigela de cobre de 150   g contém 220   g de água em equilíbrio térmico a 20 ° C . Um cilindro de cobre de 300   g com temperatura muito elevada é posto dentro da água. Isto faz com que a água ferva convertendo 5,0   g   de água em vapor, e faz com que a temperatura final do sistema todo fique igual a 100 ° C .

Dados:

Calor específico do cobre: c c = 0,0923   cal/g °C = 386   J/kg⋅K Calor específico da água: c a =   1,0   cal/g °C =   4190   J/kg⋅K Calor latente de ebulição da água L a = 540   cal /g = 2256   kJ / kg

a Qual foi a quantidade de calor transferida para a água?

b   Qual a quantidade de calor transferida para a tigela?

c   Qual era a temperatura original do cilindro?

Resolução
6.

Uma jarra com 2 litros de limonada ficou sobre uma mesa de piquenique durante todo o dia e atingiu a temperatura de 33 ° C . Você despeja 240   m L dessa limonada ( 0,240   k g ) em um copo de isopor, adiciona 2 cubos de gelo(cada um com 25 g a 0,0 ° C ) e tampa. Supondo que nenhum calor seja trocado com o ambiente, determine:

a   A temperatura final da limonada.

b   A temperatura final se você adicionar seis cubos de gelo, ao invés de só dois.

Dados:

L F = 333 × 10 3 J / k g

c á g u a = 4,18 × 10 3 J / k g . K

Resolução
7.

A capacidade calorífica molar de uma substância, a pressão constante, varia com a temperatura de acordo com a equação:

C p T = 6,50 c a l / m o l . ° C + T . 10 - 3 c a l / m o l . ° C 2

Quantas calorias são necessárias para mudar a temperatura de 10   m o l e s a 20 ° C para 527 ° C , mantida a pressão constante.

Resolução
8.

Que valor de energia deve ser removido de um bloco de gelo de 6,0   c m   ×   6,0   c m   ×   6,0   c m a fim de resfriá-lo de 0 ° C para - 30 ° C ? Sabendo que ρ g e l o = 920   k g / m 3 e c g e l o = 2090   J / k g . K

Resolução
9.

Calcule o calor específico de um material, um metal, a partir dos seguintes dados: Um recipiente feito de metal com uma massa de 9,6   k g contêm 11 k g de água. Uma peça de 7,8 k g deste metal, inicialmente a 180 ° C , é colocado dentro da água. O recipiente e água tinham inicialmente uma temperatura de 20 ° C e a final do sistema foi 24 ° C .

Dados:

Calor específico da água: c a = 1   c a l / g . ° C

Resolução
10.

Uma certa substância tem uma massa por mol de 50,0   g / m o l . Quando 314   J são adcionados em forma de calor a uma amostra de 30,0   g , a temperatura da amostra sobe de 25,0 ° C para 45 ° C . Quais são a   o calor específico e b   o calor específico molar da substância? c   Quantos mols estão presentes na amostra?

Resolução
11.

I

Uma caixa de isopor contendo 5,0   k g   de gelo a 0 ℃ , troca calor com o meio ambiente a

uma taxa constante de 7 × 10 4   J / h o r a . O calor de fusão da água a pressão atmosférica é L F = 3,34 × 10 5 J / k g .

a ) Quanto tempo demora o gelo para se derreter completamente?

b ) Que temperatura alcançaria a água se continuasse recebendo calor com a mesma taxa por um tempo igual ao calculado no item anterior? (o calor específico da água é c = 4,19 × 10 3   J   / k g .   K .)

Resolução
12.

I I

A vaporização do suor é um mecanismo de controle da temperatura de animais de sangue quente. (Dados: o calor de vaporizaçãoo da água a 37   ℃ , L v = 2,42 × 10 6   J/kg ; o calor específico típico do corpo humano, c H = 3,48 × 10 3 J/kg⋅K   ; e a densidade da água, ρ = 1,0   g/c m 3 .)

d ) Qual a quantidade de água que a pele de um homem de 70   kg deve evaporar para que a temperatuda de seu corpo diminua de 1 ℃ ?

e ) Qual é o volume de água que o homem deve beber para repor a água vaporizada? Compare com uma lata de refrigerantes   ( 350   c m 3 ) .

Resolução
13.

I   Uma jarra com 2 litros de limonada ficou sobre uma mesa de piquenique durante todo o dia e atingiu a temperatura de 33 ° C . Você despeja 240   m L dessa limonada ( 0,240   k g ) em um copo de isopor, adiciona 2 cubos de gelo(cada um com 25 g a 0,0 ° C ) e tampa. Supondo que nenhum calor seja trocado com o ambiente, determine:

  1. A temperatura final da limonada.
  2. A temperatura final se você adicionar seis cubos de gelo, ao invés de só dois.

Dados:

L F = 333 × 10 3 J / k g

c á g u a = 4,18 × 10 3 J / k g . K

Resolução
14.

Seja um copo com 200 m l de água a 20 ° C . Despreze a capacidade térmica do copo e considere que o sistema esteja isolado. Adiciona-se 50 g de gelo a 0 ° C e espera-se que o sistema atinja o equilíbrio térmico. Sabendo que o calor latente de fusão da água é aproximadamente de 80   c a l / g e que o calor latente de vaporização é aproximadamente de 540 c a l / g , o calor necessário pra ferver a água do copo, de modo que ela evapore completamente, é igual a:

  1. 17,3 x 10 3 k c a l
  2. 159 k c a l
  3. 283 c a l
  4. 1820 k c a l
  5. 325 k c a l