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
Resolução
15.

O calor específico do chumbo é 0,03 cal/g   ° C . Se 1000 g de pequenas esferas de chumbo a 100   ° C são misturados com 20 g de água (calor específico de 1 cal/(g   ° C )) a 70   ° C em um recipiente termicamente isolado, a temperatura final da mistura é:

a) 88   ° C ;

b) 85   ° C ;

c) 80   ° C ;

d) 90   ° C ;

e) 95   ° C .

Resolução
16.

Uma pessoa faz chá gelado adicionando gelo a 1,8   k g de chá quente, inicialmente a 80   ° C . Quantos kg de gelo, inicialmente a 0,00   ° C , são necessários para levar a mistura a 10   ° C ? O calor latente de fusão do gelo é de 333   k J /   k   g , e podemos considerar que o chá tem essencialmente as mesmas propriedades térmicas da água, por isso, seu calor específico é 4190   J   /   k g ∙ K .

  1. 1,0 k g .
  2. 1,2 k g
  3. 1,4 k g
  4. 1,5 k g
  5. 1,7 k g
Resolução
17.

O objeto A, de massa M, inicialmente à temperatura de fusão T A , é colocado em contato térmico com o objeto B, com uma capacidade térmica C B e inicialmente à temperatura T B ( T B > T A ), em um recipiente termicamente isolado. O calor de fusão da substância A é L e a capacidade térmica do objeto A no estado líquido é C A . Se o objeto A passa totalmente ao estado líquido, a temperatura final dos objetos A e B é:

a) ( C A T A + C B T B - M L ) / (   C A + C B ) ;

b) ( C A T A - C B T B + M L ) / (   C A + C B ) ;

c) ( C A T A - C B T B - M L ) / (   C A + C B ) ;

d) ( C A T A + C B T B + M L ) / (   C A - C B ) ;

e) ( C A T A + C B T B - M L ) / (   C A - C B ) ;

Resolução
18.

Uma substância se encontra em equilíbrio nas suas formas líquida e gasosa num recipiente fechado. Qual das seguintes afirmações é necessariamente verdadeira?

  1. A taxa de condensação é maior do que a taxa de evaporação.
  2. A temperatura do vapor é a mesma que a do líquido.
  3. A temperatura do vapor é maior do que a do líquido.
  4. As moléculas do líquido não têm energia suficiente para vaporizar.
  5. A taxa de evaporação é maior do que a taxa de condensação.
Resolução
19.

Calor é adicionado a uma amostra sólida de 1,0 kg de um material que inicialmente se encontra a - 200 ° C . A figura mostra a temperatura do material como uma função da adição de calor.

Qual é o calor latente de vaporização do material?

  1. 50 cal/g
  2. 100 cal/g
  3. 150 cal/g
  4. 300 cal/g
  5. 450 cal/g
Resolução
20.

Um bloco de material de massa m e calor específico c cai de uma altura h a partir do repouso e atinge velocidade v pouco antes de atingir o solo. Sua temperatura é medida imediatamente após ele atingir o chão. Se ignorarmos qualquer mudança de temperatura devido à interação do objeto com o ar, a variação de temperatura Δ T   do bloco é:

  1. Δ T = v 2 2 c
  2. ∆ T = g h c
  3. ∆ T = v . g h c
  4. Todos os itens acima estão corretos.
  5. Somente os itens A e B estão corretos.
Resolução
21.

Calor é adicionado a uma amostra sólida de 1,0 kg de um material que inicialmente se encontra a 200°C. A figura mostra a temperatura do material como uma função da adição de calor.

Qual é o calor específico desta substância no seu estado sólido?

  1. 1,33   c a l / ( g . ° C )
  2. 0,75   c a l / ( g . ° C )
  3. 1,00   c a l / ( g . ° C )
  4. 0,33   c a l / ( g . ° C )
  5. 3,00   c a l / ( g   . ° C )
Resolução
22.

Um recipiente de volume V A , com paredes rígidas e condutoras, contém um gás A a pressão P A   e temperatura T A . Outro recipiente de volume V B , também com paredes rígidas e condutoras, contém outro gás   B , a pressão P B e temperatura T B . Estes recipientes são colocados em contato mútuo, mas isolados termicamente da vizinhança. Ao atingirem o equilíbrio térmico, podemos afirmar que:

  1. T A = T B
  2. T A = T B   e   P A   =   P B
  3. T A = T B ,   P A =   P B   e   V A   =   V B
  4. Nada se pode afirmar sobre as temperaturas, pressões e volumes.
Resolução
23.

Sabemos que o calor específico da água é maior que o do ferro. Considere duas amostras com massas iguais de ferro e água, que estão à mesma temperatura  T , cada uma em um recipiente isolado termicamente do resto do ambiente. Se a mesma quantidade de calor  Q = 100   J  é injetada em cada sistema separadamente, o que podemos afirmar?

( a )  As  2  substâncias permanecerão à mesma temperatura inicial  T .

( b )  Os  2  substâncias não permanecerão à temperatura  T , e o ferro estará mais quente que a água.

( c )  Os  2  substâncias não permanecerão à temperatura  T , e a água estará mais quente que o ferro.

( d )  É impossível dizer algo sem saber as massas das substâncias.

( e )  É impossível dizer algo sem saber os calores específicos das substâncias.

Resolução
24.

Um cubo inteiramente de gelo a 0   ° C pesando 100   g é imerso em uma certa quantidade de água que pesa 1000   g e está a uma temperatura de 13,5   ° C . Sabendo que o calor específico da água vale c á g u a = 1,0   c a l / g . C , o calor específico do gelo vale c g e l o = 0,5   c a l / g C e o calor latente de fusão do gelo é de 80   c a l / g , encontre a temperatura final de equilíbrio deste sistema, considerando que ele encontra-se isolado termicamente.

a 0   ° C .

b 5,00   ° C .

c 8,50   ° C

d 13,6   ° C .

e 14,2   ° C .

f 15,0   ° C .

g 35,0   ° C .

Resolução
25.

Até o final do século XVIII, ainda sobre as asas da revolução industrial, muitos acreditavam que o calor era uma propriedade dos corpos, que as possuíam em quantidade finita. Atualmente, consideram o calor uma forma de:

a) temperatura

b) pressão

c) força

d) nenhuma das respostas anteriores

e) energia em trânsito

Resolução
26.

Calor é a energia que se transfere de um corpo para o outro sob determinada condição. Para essa transferência de energia é necessário que entre os corpos exista.

  1. Ar ou gás qualquer
  2. Contato mecânico rígido
  3. Vácuo
  4. Uma diferença de temperatura
  5. Nenhuma das respostas
Resolução
27.

Numa área de praia, a brisa marítima é uma consequência da diferença no tempo de aquecimento do solo e da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas condições de irradiação solar. No local (solo) que se aquece mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe, deixando uma área de baixa pressão, provocando o deslocamento do ar da superfície que está mais fria (mar).

A noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica durante o dia.Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte maneira: 

a) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma area de baixa pressão, causando um deslocamento de ar do continente para o mar.

b) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia.

c) O ar que está sobre o mar se esfria e dissolve-se na água; forma-se, assim, um centro de baixa pressão, que atrai o ar quente do continente.

d) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de alta pressão que atrai massas de ar continental. 

e) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre o mar.

Resolução
28.

No interior de um calorímetro ideal, contendo inicialmente 400 g de gelo à temperatura de -20°C, são colocados 500 g de água à temperatura de 90°C. Considere-se que o calor específico do gelo é 0,5 cal/g°C e que o calor latente de solidificação da água é -80 cal/g. A temperatura final de equilíbrio no interior do calorímetro é de:

  1. - 10   ° C  
  2. 7,1   ° C  
  3. 10   ° C  
  4. - 4,4   ° C  
  5. 0   ° C  
Resolução
29.

O escaravelho africano Stenaptinus insignis é capaz de jorrar substâncias químicas pela extremidade móvel de seu abdômen; seu corpo possui reservatórios com duas substâncias diferentes, quando sente que está sendo ameaçado, esse pequeno animalzinho jorra essa substância que é misturada em uma câmara de reação, produzindo um composto que varia sua temperatura de 20 ° C para até   100 ° C pelo calor da reação, tendo uma alta pressão. Sabendo-se que o calor específico do composto disparado é igual a 4,19.10 3   J / k g . K e sua é massa é 0,1   k g , o calor da reação das substâncias é igual a:

Dados : Q   =   m . L                                       Q   =   m . c . ∆ T                         W   =   P .   ∆ V

  1. 3,352   J  
  2. 335,2   J  
  3. 33 . 520 J  
  4. 335 . 200   J  
  5. 3 . 352   J
Resolução
30.

Uma amostra de 4,0   m o l s de um gás monoatômico a possui inicialmente 9000   J de energia térmica. Ela interage termicamente com 3,0   m o l s de outro gás monoatômico b que possui inicialmente 5000   J de energia térmica. Que quantidade de calor é transferida entre os dois sistemas e em que sentido se dá essa transferência durante sua evolução para o equilíbrio térmico?

A) 14000   J , a para b

B) 14000   J , b para a

C) 1000   J , a para b

D) 1000   J , b para a

E) 4000   J , b para a

Resolução
31.

5 - Um líquido está em equilíbrio com seu vapor em um recipiente fechado. Qual das seguintes afirmações é necessariamente verdadeira?

  1. A taxa de condensação é maior que a taxa de evaporação
  2. A taxa de evaporação é maior que a taxa de condensação
  3. A temperatura do vapor é superior à do líquido
  4. Moléculas do líquido não têm energia suficiente para vaporizar
  5. A temperatura do vapor é a mesma que a do líquido
Resolução
32.

6 . Um sistema isolado termicamente contém três objetos A ,   B e C de capacidades térmicas C A ,   C B e C C e com temperaturas iniciais T A ,   T B e T C . Qual a temperatura de equilíbrio desse sistema? (Não houve mudança de estado)

Dados:

C A = 150   c a l / K                           T A = 96,0   ° C

C B = 8 0   c a l / K                           T B = 4 6,0   ° C

C C = 4 0   c a l / K                           T C = 32 , 0   ° C

a . 88,4   ° C

b . 71 , 7   ° C

c . Nenhuma das alternativas.

d . 5 8 , 0   ° C

e . 59 , 0   ° C

f . 109   ° C

g . 79,0   ° C

h . 96 , 4   ° C

Resolução
33.

7 . Uma máquina de funcionamento desconhecido é capaz de fornecer uma taxa de energia em forma de calor constante de 20   c a l / s para um sistema que contém 100   g de um determinado material. Inicialmente ( t = 0 ) o material se encontra em seu estado sólido, conforme o tempo passa o material muda de estado terminando no estado líquido (tempo total = 50   m i n ). A máquina e o material estão termicamente isolados. O gráfico fornece a temperatura do material T como função do tempo t e os pontos vermelhos marcam o intervalo de tempo da mudança de fase.

Encontre o calor específico no estado sólido e calor latente de fusão L .

a . c = 3,00   c a l / g ° C e L = 600   c a l / g

b . c = 8 , 00   c a l / g ° C e L = 12 0   c a l / g

c . c = 8 , 00   c a l / g ° C e L = 240   c a l / g

d . c = 4 , 00   c a l / g ° C e L = 2 00   c a l / g

e . c = 10 , 0   c a l / g ° C e L = 12 0   c a l / g

f . c = 4 , 00   c a l / g ° C e L = 6 0   c a l / g

g . Nenhuma das alternativas.

h . c = 3,00   c a l / g ° C