1. Para preparar uma xícara de café solúvel, um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para esquentar 100 g de água. A etiqueta do fabricante diz que se trata de um aquecedor de “200 watts” (essa é a taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica). Calcule o tempo necessário para aquecer a água de 23,0 para 100oC, desprezando as perdas de J calor. Considere c água 4187 . kg C Resolução: J cágua 4187 kg C m 100 g Pot 200W θ0 23,0º C θ 100º C t ? Pot t m c 200 t 0,100 4187 100 23 t 161 s 2. Q 80 4,187 0 20 80 333 Q 6,699 103 2,664 104 Q 3,33 104 kJ A água deve transferir Q 3,33 104 kJ para o ambiente. 4. Quando a temperatura de uma moeda de cobre é aumentada de 100C, o diâmetro aumenta 0,18%. Determine, com precisão de dois algarismos significativos, o aumento percentual da área. Resolução: 100º C L % 0,18% L0 A % ? A0 L L0 L A 2 L0 A0 A A 2 0,0018 % 0,36% A0 A0 Um mastro de alumínio tem 28 m de altura. De quanto o comprimento do mastro aumenta quando a 15C ? temperatura aumenta de Considere 6 1 Alumínio 23 10 C . Resolução: L0 28 m 5. Alumínio 23 10 6 C 1. L L0 F ? t 15º C L 28 23 106 15 L 9,7 10 3 m 3. Uma forma de evitar que os objetos que se encontram no interior de uma garagem congelem em uma noite fria de inverno, na qual a temperatura cai abaixo do ponto de congelamento da água, é colocar uma banheira velha com água na garagem. Se a massa de água é 80 kg e a temperatura inicial é 20C, Que energia a água deve transferir para o ambiente para congelar totalmente? Considere kJ J c água 4187 333 . e LFusão Água kg kg K Resolução: m 80kg 0 20º C Tomar chá preto, a 76°C, com uma quantidade de leite é hábito bastante comum entre os londrinos. Qual é valor dessa temperatura em ºF (Fahrenheit)? Resolução: C 76º C F 1,8 C 32 F 1,8 76 32 F 169º F 6. Suponha que 1 kJ de calor seja transferido para 4,5 gramas de Nitrogênio. Em quantos graus ele seria cal aquecido? Dados: c Nitrogênio 0,25 e 1 cal = gK 4,19 J. Resolução: Q 1kJ m 4,5 g cal cNitrogênio 0,25 g K 1 cal 4,19 J ? J cágua 4187 kg K Q m c kJ LFusão 333 kg Água Q ? Q Qsensível Qlatente Q m c m L 7. Q m c 1000 212K 4,5 0,25 4,19 Três diferentes substâncias A, B e C, de mesma massa e com a mesma temperatura inicial, recebem a mesma quantidade de calor durante 10 minutos. A temperatura ao término dos 10 minutos aumentou 5,0 ºC e 10,0 ºC, respectivamente, para as substâncias A e B. A substância C tem o calor específico de 2,200 J/gºC e é quatro vezes maior que o calor específico da substância A. Assinale o que for correto. 01. O calor específico da substância A é 0,500 J/g ºC. 02. O calor específico da substância B não é 0,275 J/g ºC. QFria QQuente 0 mF cF F mQ cQ Q 0 F VF cF F Q VQ cQ Q 0 A densidade e o calor específico são iguais. VF F VQ Q 0 04. Ao final dos 10 minutos, se colocadas em contato, as três substâncias não estão em equilíbrio térmico. O tempo também é o mesmo. 08. Se as substâncias, colocadas em contato, trocarem calor livremente entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelas substâncias, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula. VF VQ F Q 0 t t 16. A variação da temperatura da substância C, ao final dos 10 minutos, é 1/4 da variação da temperatura da substância A. Resolução: 0+0+4+8+16=28 8. Um trocador de calor consiste em uma serpentina, pela qual circulam 18 litros de água por minuto. A água entra na serpentina à temperatura ambiente (20ºC) e sai mais quente. Com isso, resfriase o líquido que passa por uma tubulação principal, na qual a serpentina está enrolada. Em uma fábrica, o líquido a ser resfriado na tubulação principal é também água, a 85 ºC, mantida a uma vazão de 12 litros por minuto. Quando a temperatura de saída da água da serpentina for 40 ºC, será possível estimar que a água da tubulação principal esteja saindo a uma temperatura T de quanto? Resolução: L ZFria 18 min 0 20º C Fria 0 85º C Quente Fria 40º C L ZQuente 12 min Quente ? ZF F ZQ Q 0 18 40 20 12 85 0 360 12 1020 0 12 660 55º C 1. Para preparar uma xícara de café solúvel, um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para esquentar 200 g de água. A etiqueta do fabricante diz que se trata de um aquecedor de “200 watts” (essa é a taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica). Calcule o tempo necessário para aquecer a água de 23,0 para 100oC, desprezando as perdas de J calor. Considere cágua 4187 . kg C Resolução: J cágua 4187 kg C m 200 g Pot 200W θ0 23,0º C θ 100º C t ? Pot t m c 200 t 0,200 4187 100 23 t 322 s 2. Um mastro de alumínio tem 29 m de altura. De quanto o comprimento do mastro aumenta quando a 15C ? temperatura aumenta de Considere Alumínio 23 10 6 C 1. Resolução: L0 29 m t 15º C Alumínio 23 10 6 C 1. L L0 Q m c m L Q 83 4,187 0 20 83 333 Q 6,950 103 2,764 104 Q 3,46 104 kJ A água deve transferir Q 3,46 104 kJ para o ambiente. 4. Quando a temperatura de uma moeda de cobre é aumentada de 100C, o diâmetro aumenta 0,18%. Determine, com precisão de dois algarismos significativos, o aumento percentual da espessura. Resolução: 100º C L % 0,18% L0 e % ? e0 O aumento percentual da espessura é igual ao aumento percentual do diâmetro. e % 0,18% e0 5. Tomar chá preto, a 77°C, com uma quantidade de leite é hábito bastante comum entre os londrinos. Qual é valor dessa temperatura em ºF (Fahrenheit)? Resolução: C 77º C F ? L 29 23 106 15 L 10,0 10 3 m F 1,8 C 32 F 1,8 77 32 F 171º F 3. 6. Uma forma de evitar que os objetos que se encontram no interior de uma garagem congelem em uma noite fria de inverno, na qual a temperatura cai abaixo do ponto de congelamento da água, é colocar uma banheira velha com água na garagem. Se a massa de água é 83 kg e a temperatura inicial é 20C, Que energia a água deve transferir para o ambiente para congelar totalmente? Considere kJ J c água 4187 333 . e LFusão Água kg kg K Resolução: m 83kg 0 20º C J cágua 4187 kg K kJ LFusão 333 kg Água Q ? Q Qsensível Qlatente Suponha que 1,2 kJ de calor seja transferido para 4,5 gramas de Nitrogênio. Em quantos graus ele cal seria aquecido? Dados: c Nitrogênio 0,25 e 1 cal gK = 4,19 J. Resolução: Q 1,2kJ m 4,5 g cal cNitrogênio 0,25 g K 1 cal 4,19 J ? Q m c 7. Q m c 1200 254K 4,5 0,25 4,19 Três diferentes substâncias A, B e C, de mesma massa e com a mesma temperatura inicial, recebem a mesma quantidade de calor durante 10 minutos. A temperatura ao término dos 10 minutos aumentou 5,0 ºC e 10,0 ºC, respectivamente, para as substâncias A e B. A substância C tem o calor específico de 2,200 J/gºC e é quatro vezes maior que o calor específico da substância A. Assinale o que for correto. 01. O calor específico da substância A não é 0,500 J/g ºC. 02. O calor específico da substância B não é 0,275 J/g ºC. 04. Ao final dos 10 minutos, se colocadas em contato, as três substâncias estão em equilíbrio térmico. 08. Se as substâncias, colocadas em contato, trocarem calor livremente entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelas substâncias, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula. 16. A variação da temperatura da substância C, ao final dos 10 minutos, é 1/4 da variação da temperatura da substância A. Soma: 1+0+0+8+16=25 8. Um trocador de calor consiste em uma serpentina, pela qual circulam 18 litros de água por minuto. A água entra na serpentina à temperatura ambiente (20ºC) e sai mais quente. Com isso, resfriase o líquido que passa por uma tubulação principal, na qual a serpentina está enrolada. Em uma fábrica, o líquido a ser resfriado na tubulação principal é também água, a 85 ºC, mantida a uma vazão de 12 litros por minuto. Quando a temperatura de saída da água da serpentina for 40 ºC, será possível estimar que a água da tubulação principal esteja saindo a uma temperatura T de quanto? Resolução: L ZFria 18 min 0 20º C Fria 0 85º C Quente Fria 40º C L ZQuente 12 min Quente ? QFria QQuente 0 mF cF F mQ cQ Q 0 F VF cF F Q VQ cQ Q 0 A densidade e o calor específico são iguais. VF F VQ Q 0 O tempo também é o mesmo. VF VQ F Q 0 t t ZF F ZQ Q 0 18 40 20 12 85 0 360 12 1020 0 12 660 55º C 1. Para preparar uma xícara de café solúvel, um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para esquentar 100 g de água. A etiqueta do fabricante diz que se trata de um aquecedor de “500 watts” (essa é a taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica). Calcule o tempo necessário para aquecer a água de 23,0 para 100oC, desprezando as perdas de J calor. Considere cágua 4187 . kg C Resolução: J cágua 4187 kg C m 100 g Pot 500W θ0 23,0º C θ 100º C t ? Pot t m c 500 t 0,100 4187 100 23 t 64,5 s 2. Um mastro de alumínio tem 29 m de altura. De quanto o comprimento do mastro aumenta quando a 15C ? temperatura aumenta de Considere Alumínio 23 10 6 C 1. Resolução: L0 29 m t 15º C Alumínio 23 10 6 C 1. L L0 L 29 23 106 15 L 10,0 10 3 m 3. Uma forma de evitar que os objetos que se encontram no interior de uma garagem congelem em uma noite fria de inverno, na qual a temperatura cai abaixo do ponto de congelamento da água, é colocar uma banheira velha com água na garagem. Se a massa de água é 85 kg e a temperatura inicial é 20C, Que energia a água deve transferir para o ambiente para congelar totalmente? Considere kJ J c água 4187 333 . e LFusão Água kg kg K Resolução: m 85kg 0 20º C J cágua 4187 kg K kJ LFusão 333 kg Água Q ? Q Qsensível Qlatente Q m c m L Q 85 4,187 0 20 85 333 Q 7,118 103 2,8305 104 Q 3,54 104 kJ 4 A água deve transferir Q 3,54 10 kJ para o ambiente. 4. Quando a temperatura de uma moeda de cobre é aumentada de 100C, o diâmetro aumenta 0,18%. Determine, com precisão de dois algarismos significativos, o aumento percentual do volume. Resolução: 100º C L % 0,18% L0 V % ? V0 L L0 V L 3 V0 L0 V V 3 0,0018 % 0,54% V0 V0 5. Tomar chá preto, a 78°C, com uma quantidade de leite é hábito bastante comum entre os londrinos. Qual é valor dessa temperatura em ºF (Fahrenheit)? Resolução: C 78º C F ? F 1,8 C 32 F 1,8 78 32 F 172º F 6. Suponha que 1,5 kJ de calor seja transferido para 4,5 gramas de Nitrogênio. Em quantos graus ele cal seria aquecido? Dados: c Nitrogênio 0,25 e 1 cal gK = 4,19 J. Resolução: Q 1,5kJ m 4,5 g cal cNitrogênio 0,25 g K 1 cal 4,19 J ? Q m c 7. Q m c 1500 318K 4,5 0,25 4,19 Três diferentes substâncias A, B e C, de mesma massa e com a mesma temperatura inicial, recebem a mesma quantidade de calor durante 10 minutos. A L ZQuente 12 min temperatura ao término dos 10 minutos aumentou 5,0 ºC e 10,0 ºC, respectivamente, para as substâncias A e B. A substância C tem o calor específico de 2,200 J/gºC e é quatro vezes maior que o calor específico da substância A. Assinale o que for correto. Quente ? QFria QQuente 0 01. O calor específico da substância A é 0,500 J/g ºC. mF cF F mQ cQ Q 0 02. O calor específico 0,275 J/g ºC. da substância B não é 04. Ao final dos 10 minutos, se colocadas em contato, as três substâncias estão em equilíbrio térmico. 08. Se as substâncias, colocadas em contato, trocarem calor livremente entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelas substâncias, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula. F VF cF F Q VQ cQ Q 0 A densidade e o calor específico são iguais. VF F VQ Q 0 O tempo também é o mesmo. VF VQ F Q 0 t t 16. A variação da temperatura da substância C, ao final dos 10 minutos, é 1/4 da variação da temperatura da substância A. ZF F ZQ Q 0 Soma: 0+0+0+8+16=24 18 40 20 12 85 0 8. Um trocador de calor consiste em uma serpentina, pela qual circulam 18 litros de água por minuto. A água entra na serpentina à temperatura ambiente (20ºC) e sai mais quente. Com isso, resfriase o líquido que passa por uma tubulação principal, na qual a serpentina está enrolada. Em uma fábrica, o líquido a ser resfriado na tubulação principal é também água, a 85 ºC, mantida a uma vazão de 12 litros por minuto. Quando a temperatura de saída da água da serpentina for 40 ºC, será possível estimar que a água da tubulação principal esteja saindo a uma temperatura T de quanto? Resolução: L ZFria 18 min 0 20º C Fria 0 85º C Quente Fria 40º C 360 12 1020 0 12 660 55º C 1. Para preparar uma xícara de café solúvel, um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para esquentar 100 g de água. A etiqueta do fabricante diz que se trata de um aquecedor de “200 watts” (essa é a taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica). Calcule o tempo necessário para aquecer a água de 15,0 para 100oC, desprezando as perdas de J calor. Considere cágua 4187 . kg C Resolução: J cágua 4187 kg C m 100 g Pot 200W θ0 15,0º C θ 100º C t ? Pot t m c 200 t 0,100 4187 100 15 t 178 s 2. Um mastro de alumínio tem 30 m de altura. De quanto o comprimento do mastro aumenta quando a 15C ? temperatura aumenta de Considere Alumínio 23 10 6 C 1. Resolução: L0 30 m t 15º C Alumínio 23 10 6 C 1. L L0 L 30 23 106 15 L 10,3 10 3 m 3. Uma forma de evitar que os objetos que se encontram no interior de uma garagem congelem em uma noite fria de inverno, na qual a temperatura cai abaixo do ponto de congelamento da água, é colocar uma banheira velha com água na garagem. Se a massa de água é 87 kg e a temperatura inicial é 20C, Que energia a água deve transferir para o ambiente para congelar totalmente? Considere kJ J c água 4187 333 . e LFusão Água kg kg K Resolução: m 87kg 0 20º C Q m c m L Q 87 4,187 0 20 87 333 Q 7,285 103 2,8971 104 Q 3,63 104 kJ A água deve transferir Q 3,63 104 kJ para o ambiente. 4. Quando a temperatura de uma moeda de cobre é aumentada de 100C, o diâmetro aumenta 0,18%. Calcule o coeficiente de dilatação linear da moeda. Resolução: 100º C L % 0,18% L0 ? L L0 1 L 1 0,0018 100 L0 18 10 6 5. Tomar chá preto, a 79°C, com uma quantidade de leite é hábito bastante comum entre os londrinos. Qual é valor dessa temperatura em ºF (Fahrenheit)? Resolução: C 79º C F ? F 1,8 C 32 F 1,8 79 32 F 174º F 6. Suponha que 1,7 kJ de calor seja transferido para 4,5 gramas de Nitrogênio. Em quantos graus ele cal seria aquecido? Dados: c Nitrogênio 0,25 e 1 cal gK = 4,19 J. Resolução: Q 1,7kJ m 4,5 g cal cNitrogênio 0,25 g K 1 cal 4,19 J ? Q m c J cágua 4187 kg K kJ LFusão 333 kg Água 7. Q ? Q Qsensível Qlatente 1 ºC Q m c 1700 361K 4,5 0,25 4,19 Três diferentes substâncias A, B e C, de mesma massa e com a mesma temperatura inicial, recebem a mesma quantidade de calor durante 10 minutos. A temperatura ao término dos 10 minutos aumentou 5,0 ºC e 10,0 ºC, respectivamente, para as substâncias A e B. A substância C tem o calor específico de 2,200 J/gºC e é quatro vezes maior que o calor específico da substância A. Assinale o que for correto. 01. O calor específico da substância A não é 0,500 J/g ºC. QFria QQuente 0 02. O calor específico da substância B é 0,275 J/g ºC. A densidade e o calor específico são iguais. 04. Ao final dos 10 minutos, se colocadas em contato, as três substâncias estão em equilíbrio térmico. 08. Se as substâncias, colocadas em contato, trocarem calor livremente entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelas substâncias, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula. 16. A variação da temperatura da substância C, ao final dos 10 minutos, é 1/4 da variação da temperatura da substância A. Soma: 1+2+0+8+16=27 mF cF F mQ cQ Q 0 F VF cF F Q VQ cQ Q 0 VF F VQ Q 0 O tempo também é o mesmo. VF VQ F Q 0 t t ZF F ZQ Q 0 18 40 20 12 85 0 360 12 1020 0 8. Um trocador de calor consiste em uma serpentina, pela qual circulam 18 litros de água por minuto. A água entra na serpentina à temperatura ambiente (20ºC) e sai mais quente. Com isso, resfriase o líquido que passa por uma tubulação principal, na qual a serpentina está enrolada. Em uma fábrica, o líquido a ser resfriado na tubulação principal é também água, a 85 ºC, mantida a uma vazão de 12 litros por minuto. Quando a temperatura de saída da água da serpentina for 40 ºC, será possível estimar que a água da tubulação principal esteja saindo a uma temperatura T de quanto? Resolução: L ZFria 18 min 0 20º C Fria 0 85º C Quente Fria 40º C L ZQuente 12 min Quente ? 12 660 55º C 1. Para preparar uma xícara de café solúvel, um pequeno aquecedor elétrico de imersão é usado para esquentar 300 g de água. A etiqueta do fabricante diz que se trata de um aquecedor de “200 watts” (essa é a taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica). Calcule o tempo necessário para aquecer a água de 23,0 para 100oC, desprezando as perdas de J calor. Considere c água 4187 . kg C Resolução: J cágua 4187 kg C m 300 g Pot 200W θ0 23,0º C θ 100º C t ? Pot t m c 200 t 0,300 4187 100 23 t 484 s 2. Um mastro de alumínio tem 31 m de altura. De quanto o comprimento do mastro aumenta quando a 15C ? temperatura aumenta de Considere Alumínio 23 10 6 C 1. Resolução: L0 31 m t 15º C Alumínio 23 10 6 C 1. L L0 L 31 23 106 15 L 10,7 10 3 m 3. Uma forma de evitar que os objetos que se encontram no interior de uma garagem congelem em uma noite fria de inverno, na qual a temperatura cai abaixo do ponto de congelamento da água, é colocar uma banheira velha com água na garagem. Se a massa de água é 92 kg e a temperatura inicial é 20C, Que energia a água deve transferir para o ambiente para congelar totalmente? Considere kJ J c água 4187 333 . e LFusão Água kg kg K Resolução: m 92kg 0 20º C Q m c m L Q 92 4,187 0 20 92 333 Q 7,704 103 3,0636 104 Q 3,83 104 kJ A água deve transferir Q 3,83 104 kJ para o ambiente. 4. Quando a temperatura de uma moeda é aumentada de 100C, o diâmetro aumenta 0,13%. Determine, com precisão de dois algarismos significativos, o aumento percentual da área. Resolução: 100º C L % 0,18% L0 A % ? A0 L L0 L A 2 L0 A0 A A 2 0,0018 % 0,36% A0 A0 5. Tomar chá preto, a 83°C, com uma quantidade de leite é hábito bastante comum entre os londrinos. Qual é valor dessa temperatura em ºF (Fahrenheit)? Resolução: C 83º C F ? F 1,8 C 32 F 1,8 83 32 F 181º F 6. Suponha que 1,9 kJ de calor seja transferido para 4,5 gramas de Nitrogênio. Em quantos graus ele cal seria aquecido? Dados: c Nitrogênio 0,25 e 1 cal gK = 4,19 J. Resolução: Q 1,9kJ m 4,5 g cal cNitrogênio 0,25 g K 1 cal 4,19 J ? J cágua 4187 kg K Q m c kJ LFusão 333 kg Água Q ? Q Qsensível Qlatente 7. Q m c 1900 403K 4,5 0,25 4,19 Três diferentes substâncias A, B e C, de mesma massa e com a mesma temperatura inicial, recebem a mesma quantidade de calor durante 10 minutos. A temperatura ao término dos 10 minutos aumentou 5,0 ºC e 10,0 ºC, respectivamente, para as substâncias A e B. A substância C tem o calor específico de 2,200 J/gºC e é quatro vezes maior que o calor específico da substância A. Assinale o que for correto. 01. O calor específico da substância A é 0,500 J/g ºC. 02. O calor específico da substância B é 0,275 J/g ºC. 04. Ao final dos 10 minutos, se colocadas em contato, as três substâncias não estão em equilíbrio térmico. 08. Se as substâncias, colocadas em contato, trocarem calor livremente entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelas substâncias, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, não é nula. 16. A variação da temperatura da substância C, ao final dos 10 minutos, é 1/4 da variação da temperatura da substância A. Soma: 0+2+4+0+16=22 8. Um trocador de calor consiste em uma serpentina, pela qual circulam 18 litros de água por minuto. A água entra na serpentina à temperatura ambiente (20ºC) e sai mais quente. Com isso, resfriase o líquido que passa por uma tubulação principal, na qual a serpentina está enrolada. Em uma fábrica, o líquido a ser resfriado na tubulação principal é também água, a 85 ºC, mantida a uma vazão de 12 litros por minuto. Quando a temperatura de saída da água da serpentina for 40 ºC, será possível estimar que a água da tubulação principal esteja saindo a uma temperatura T de quanto?