Revisão - Calorimetria

Forte abraço e bons estudos.



1°) (UERJ) Duas chaleiras idênticas, que começam a apitar no momento em que a água nelas contida entra em ebulição, são colocadas de duas formas distintas sobre o fogo, como indica a figura:


Em um dado momento, em que ambas já estavam apitando, as chamas foram apagadas simultaneamente.
Assim, a situação relativa ao tempo de duração dos apitos das chaleiras e a explicação física do fenômeno estão descritas na seguinte alternativa:

a) A chaleira I continuará apitando por mais tempo, pois a placa metálica está mais quente do que a água.
b) Ambas as chaleiras deixam de apitar no mesmo instante, pois as chamas foram apagadas simultaneamente.
c) Ambas as chaleiras deixam de apitar no mesmo instante, pois a temperatura a água nas duas é a mesma.
d) A chaleira II continuará apitando por mais tempo, pois a capacidade térmica do metal é menor do que a da água.

Gabarito: A placa metálica e a chaleira irão continuar trocando calor.
Letra A.

2°) (UERJ) O calor específico da água é da ordem de 1,0 cal/g°C e seu calor latente é igual a 80 cal/g. Para transformar 200g de gelo a 0°C em água a 30°C, a quantidade de energia necessária, em quilocalorias, equivale a:

a) 8
b) 11
c) 22
d) 28













6.000+16000 = 22.000 ou 22kcal
Letra C.

3°) (UERJ) Suponha que uma pessoa precise de 2400 kcal/dia para suprir suas necessidades de energia. Num determinado dia, essa pessoa, além de executar suas atividades regulares, caminhou durante 1 hora. A energia gasta nesta caminhada é a mesma necessária para produzir um aumento de temperatura de 80°C em 3kg de água.
Considere o calor específico da água igual a 1 cal/g°C.

A necessidade de energia dessa pessoa, no mesmo dia, em kcal, equivale a:


a) 2480
b) 2520
c) 2600
d) 2640


















4°) (ENEM) A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode ser utilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por sua vez, será convertida em energia elétrica.
Na figura a abaixo está representado um esquema básico de uma usina nuclear.




Com relação ao impacto ambiental causado pela poluição térmica no processo de refrigeração da usina nuclear, são feitas as seguintes afirmações:

I) O aumento na temperatura reduz, na água do rio, a quantidade de oxigênio nela dissolvido, que é essencial para a vida aquática e para a decomposição da matéria orgânica.
II) O aumento da temperatura da água modifica o metabolismo dos peixes.
III) O aumento na temperatura da água diminui o crescimento de bactérias e de algas, favorecendo o desenvolvimento da vegetação.

Das afirmativas acima, somente está(ão) correta(s):

a) I
b) II
c) III
d) I e II
e) II e III

Gabarito: Letra D.

5°) (PUC) Um calorímetro contém 500 gramas de água a uma temperatura de 20°C. Despreze o calor recebido pelo calorímetro. Fornecendo-se à água uma quantidade de calor de 20.000 cal, obtém-se no calorímetro:



a) 400g de água a 100°C e 100g de vapor de água a 100°C
b) 300g de água a 100°C e 200g de vapor de água a 120°C
c) 500g de água a 40°C
d) 500g de água a 60°C
e) 500g de água a 80°C























Letra D.



6°) (UERJ) Um adulto ao respirar durante um minuto, inspira, em média, 8,0 litros de ar a 20°C, expelindo-os a 37°C. Admita que o calor específico e a densidade do ar sejam, respectivamente, iguais a 0,24 cal/g°C e 1,2 g/L. Nessas condições, a energia mínima, em quilocalorias, gasta pelo organismo apenas no aquecimento do ar, durante 24 horas, é, aproximadamente, igual a:

a) 15,4
b) 35,6
c) 56,4
d) 75,5
























Letra C

7°) (UFF) Uma tigela de alumínio com 180g de massa contém 90g de água a 0°C em equilíbrio térmico. Fornecendo-se calor igual a 18 kcal ao sistema, eleva-se a temperatura deste a 100°C, iniciando-se a ebulição.

Dados:

- Calor específico da água = 1 cal/g°C
- Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g
- Calor específico do alumínio = 0,2 cal/g°C

Nestas circunstâncias, a massa de água que vaporiza é:

a) 20g
b) 5g
c) 15g
d) 10g
e) 25g

Resolução:



18000 = Q1+Q2+Q3



18000 = 180.0,2(100) + 90.1.100 + m.540



18000 = 3600 + 9000 + 540m



5400 = 540m



m = 10g



Letra D.

8°) (ITA) Cinco gramas de carbono são queimados dentro de um calorímetro de alumínio, resultando o gás . A massa do calorímetro é de 1000g e há 1500g de água dentro dele. A temperatura inicial do sistema era de 20°C e a final de 43°C.

Calcule o calor produzido, em kcal, por grama de carbono.


Despreze a pequena capacidade térmica calorífica do carbono e do dióxido de carbono.

a) 7,9
b) 10,8
c) 39
d) 57,5
e) 11,5



















9°) (FUVEST) Em uma panela aberta, aquece-se água, observando-se uma variação da temperatura da água com o tempo, como indica o gráfico abaixo.


Desprezando-se a evaporação antes da fervura, em quanto tempo, a partir do começo da ebulição, toda a água terá se esgotado? (Considere que o calor de vaporização da água é igual a 540 cal/g).

a) 18 minutos
b) 27 minutos
c) 36 minutos
d) 45 minutos
e) 54 minutos

































10°) (UFF) Num recipiente com 1,0.10²g de água a 50,0°C é colocado num bloco de gelo de 50g a -10,0°C. A capacidade térmica do recipiente é desprezível e o sistema (gelo + recipiente + água) está termicamente isolado. Sabendo-se que:

cgelo = 0,5 cal/g°C
cágua = 1,0 cal/g°C
Lfusão = 80,0 cal/g

Pode-se afirmar que a temperatura de equilíbrio térmico é igual a:

a) 5,0°C
b) 6,0°C
c) 7,5°C
d) 8,3°C
e) 32,0°C







































11°) (ENEM) Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor do que a do ambiente.  Isso ocorre porque:

a) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sempre a uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor.
b) o barro tem poder de "gelar" a água pela sua composição química. Na reação, a água perde calor.
c) o barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa e do restante da água, que são, assim, resfriadas.
d) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na parte de fora da moringa. A água de fora sempre está a uma temperatura maior que a de dentro.
e) a moringa é uma espécie de uma geladeira natural, liberando substâncias higroscópicas que diminuem naturalmente a temperatura da água.

Gabarito: Letra C.

12°) (UERJ) A tabela abaixo mostra apenas alguns valores, omitindo outros, para 3 grandezas associadas a cinco diferentes objetos sólidos:
- massa;
- calor específico;
- energia recebida ao sofrer um aumento de temperatura de 10°C.













A alternativa que indica, respectivamente, o objeto de maior massa, o de maior calor específico e o que recebeu maior quantidade de calor é:

a) I, III e IV
b) I, II e IV
c) II, IV e V
d) II, V e IV























13°) (UERJ) Considere duas amostras, X e Y, de materiais distintos, sendo a massa de X igual a quatro vezes a massa de Y. As amostras foram colocadas em um calorímetro e, após o sistema atingir o equilíbrio térmico, determinou-se que a capacidade térmica de X corresponde ao dobro da capacidade térmica de Y.
Admita que Cx e  Cy sejam os calores específicos, respectivamente, de X e Y. A razão Cx/Cy é dada por:

a) 1/4
b) 1/2
c) 1
d) 2















14°) (UERJ) Em um laboratório, as amostras X e Y, compostas do mesmo material, foram aquecidas a partir da mesma temperatura inicial até determinada temperatura final.
Durante o processo de aquecimento, a amostra X absorveu uma quantidade de calor maior que a amostra Y.
Considerando essas amostras, as relações entre os calores específicos cx  e cy, as capacidades térmicas Cx e Cy e as massas mx e my são descritas por:







Gabarito: Letra A.

15°) (ENEM) Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática.
Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?

a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo.
b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água.
c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela
d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura.
e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor temperatura do que a dele.

Gabarito: Letra A.

16°) (ENEM) O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente em trabalho útil. Considere determinada região cuja insolação — potência solar incidente na superfície da Terra — seja de 800 watts/m2.
Uma usina termossolar utiliza concentradores solares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de extensão. Nesses coletores solares parabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor em forma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400 °C. O calor desse óleo é transferido para a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica.


Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que focaliza no receptor os 800 watts/mde radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 cal. g-1 . ºC-1 = 4.200 J/kg°C , então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1m3 (equivalente a 1 t) de água de 20 °C para 100 °C, em uma hora, estará entre:

a) 15 m e 21 m
b) 22 m e 30 m
c) 105 m e 125 m
d) 680 m e 710 m
e) 6.700 m e 7.150 m



















17°) (FUVEST) O processo de pasteurização do leite consiste em aquecê-lo a altas temperaturas por alguns segundos, e resfriá-lo em seguida. Para isso, o leite percorre um sistema em fluxo constante, passando por três etapas:
I) O leite entra no sistema (através de A), a 5°C, sendo aquecido (no trocador de calor B) pelo leite que já foi pasteurizado e está saindo do sistema.
II) Em seguida, completa-se o aquecimento do leite, através da resistência R, até que ele atinja 80°C. Com essa temperatura, o leite retorna a B.
III) Novamente em B, o leite quente é resfriado pelo leite frio que entra por A, saindo do sistema (através de C), a 20°C.


Em condições de funcionamento estáveis, e supondo que o sistema seja bem isolado termicamente, pode-se afirmar que a temperatura indicada pelo termômetro T, que monitora temperatura do leite na saída de B, é, aproximadamente, de:

a) 20°C
b) 25°C
c) 60°C
d) 65°C
e) 75°C















18°) (UNIESP) Clarice colocou em uma xícara 50 ml de café a 80°C, 100 ml de leite a 50°C e, para cuidar de sua forma física, adoçou com 2 ml de adoçante líquido a 20°C. Sabe-se que o calor específico do café vale 1 cal/g°C, do leite vale 0,9 cal/g°C, do adoçante vale 2 cal/g°C e que a capacidade térmica da xícara é desprezível.
Considerando que as densidades do leite, café e do adoçante sejam iguais e que a perda de calor para a atmosfera é desprezível, depois de atingido o equilíbrio térmico, a temperatura final da bebida de Clarice, em °C, estava entre:

a) 75,0 e 85,0
b) 65,0 e 74,9
c) 55,0 e 64,9
d) 45,0 e 54,9
e) 35,0 e 44,9






















19°) Um calorímetro contém 90g de água à temperatura ambiente de 25°C. Coloca-se em seu interior um bloco de ferro de massa 100g e temperatura de 90°C. Atingindo o equilíbrio térmico, o termômetro acusa 30°C. Sabendo que os calores específicos da água e do ferro são. respectivamente, 1cal/g°C e 0,11cal/g°C, calcule a capacidade térmica do calorímetro.

Resolução:













20°) (FATEC) Um Frasco contém 20g de água a 0°C. Em seu interior é colocado um objeto de 50g de alumínio a 80°C. Os Calores específicos de água e do alumínio são respectivamente 1,0 cal/g°C e 0,10 cal/g°C.
Supondo não haver trocas de calor com om frasco e com o meio ambiente, a temperatura de equilíbrio desta mistura será:

a) 60°C
b) 16°C
c) 40°C
d) 32°C