MÓDULO 2 – TERMOLOGIA E ELETRICIDADE
Ronaldo Filho e Rhafael Roger
06. (ENEM 2010)
01. Analise as afirmativas dadas a seguir e descubra a falsa.
A) A capacidade térmica de um corpo é função de sua massa.
B) O calor sensível que um corpo recebe produz apenas
variação de temperatura.
C) O calor especifico é uma característica do material de que é
feito o corpo, não dependendo da sua massa.
D) A capacidade térmica de um corpo indica a quantidade de
calor que cada unidade de massa desse corpo necessita para
que sua temperatura varie uma unidade.
E) O valor da capacidade térmica de um corpo depende do
material de que ele é feito.
02. A massa e o calor especifico sensível de cinco amostras de
materiais sólidos e homogêneos são fornecidos a seguir.
Amostra
Massa (g)
A
B
C
D
E
150
50
250
140
400
07. (FUVEST/SP) O gráfico representa a variação da
temperatura de um corpo sólido, em função do tempo, ao ser
aquecido por uma fonte que libera energia a uma potência
constante de 150 cal/min. Como a massa do corpo é de 100 g, o
o
seu calor específico, em cal/g C, será de :
Calor específico
o
(cal/g C)
0,20
0,30
0,10
0,25
0,15
As cinco amostras se encontram inicialmente à mesma
temperatura e recebem quantidades iguais de calor. Qual delas
atingirá a maior temperatura?
03. (UECE) Cedem-se 684 cal a 200 g de ferro que estão a uma
o
temperatura de 10 C. Sabendo que o calor específico do ferro
o
vale 0,114 cal/g C, concluímos que a temperatura final do ferro
será :
A) 10 °C
B) 20 °C
C) 30 °C
A) 0,75
D) 0,80
B) 3,75
E) 1,50
C) 7,50
08. (ENEM 2009) 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
2
— seja de 800 watts/m . 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.
D) 40 °C
04. (COVEST 1992) Um corpo de massa igual a 25 g está
o
inicialmente a uma temperatura de 40 C. Se o gráfico abaixo
representa a quantidade de calor em joules necessária para
-2
o
variar sua temperatura, determine em unidades de 10 J/g C o
calor específico da substância de que é feito o corpo.
05. (COVEST 1992) Um tanque contém 3000 litros de água cuja
o
o
temperatura é elevada de 20 C a 30 C durante um período de
10 horas, devido à variação da temperatura externa. Qual a
potência, em centenas de Watts, consumida durante este
período? Considere a massa específica da água constante neste
3
intervalo de temperatura. (1 cal = 4,2 J e dÁGUA = 1 g/cm )
Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda
superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que
2
focaliza no receptor os 800 watts/m de radiação provenientes do
-1
-1
Sol, e que o calor específico da água é 1 cal g ºC = 4.200 J kg
1
-1
ºC , então o comprimento linear do refletor parabólico
3
necessário para elevar a temperatura de 1 m (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.
0
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09. (VUNESP/SP) Acende-se uma lâmpada de 100 W que está
imersa num calorímetro transparente contendo 500 g de água.
o
Em 1 min 40 s a temperatura da água sobe 4,5 C. Que
porcentagem de energia elétrica fornecida à lâmpada é
convertida em luz? (Considere o calor específico da água 4,2
o
J/g C, e que a luz produzida não é absorvida pelo calorímetro.
Despreze a capacidade térmica do calorímetro e da lâmpada. )
10. (ENEM 2009) É possível, com 1 litro de gasolina, usando
todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200
litros de água de 20 °C a 55 °C. Pode-se efetuar esse mesmo
aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro
de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11 Ω,
imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o
calor liberado pelo resistor é transferido à água. Considerando
-1
-1
que o calor específico da água é igual a 4,19 J g °C ,
aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para
o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado
ao obtido a partir da combustão?
A) A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois
casos.
B) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas
vezes maior que a consumida na combustão.
C) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas
vezes menor que a consumida na combustão.
D) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete
vezes maior que a consumida na combustão.
E) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete
vezes menor que a consumida na combustão.
15. (CESESP/PE) O diagrama representa a variação de
temperatura de uma substância pura em função da quantidade
de calor que lhe é fornecida. O calor de vaporização é conhecido
e vale 4,0 cal/g. As informações obtidas a partir do diagrama
permitem calcular o calor específico da substância antes da
vaporização (trecho AB) e sua massa. Os valores encontrados
o
para essas grandezas, em cal/g C e em gramas, são
respectivamente :
11. (COVEST 1996) A figura abaixo representa a temperatura de
um líquido não-volátil em função da quantidade de calor por ele
absorvida. Sendo a massa do líquido 100 g e seu calor
o
o
específico 0,6 cal/g C, qual o valor em C da temperatura To ?
A) 0,33 e 200
D) 0,84 e 300
5
4
B) 8 x 10
1
E) 8 x 10
C) 8 x 10
C) 0,03 e 250
16. (COVEST 2012) O gálio (Ga) é um metal cuja temperatura
de fusão, à pressão atmosférica, é aproximadamente igual a 30
°C. O calor específico médio do Ga na fase sólida é em torno de
0,4 kJ/(kg.°C) e o calor latente de fusão é 80 kJ/kg. Utilizando
uma fonte térmica de 100 W, um estudante determina a energia
necessária para fundir completamente 100 g de Ga, a partir de
0°C. O gráfico mostra a variação da temperatura em função do
tempo das medições realizadas pelo estudante. Determine o
tempo total tT que o estudante levou para realizar o experimento.
Suponha que todo o calor fornecido pela fonte é absorvido pela
amostra de Ga. Dê a sua resposta em segundos.
12. (COVEST 1998) O gráfico abaixo representa a variação da
temperatura em função do tempo para um sistema constituído
o
inicialmente de um cubo de gelo de 1 kg a 0 C. Sabendo-se que
o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g, qual a quantidade de
calor, em calorias, absorvida pelo gelo entre os instantes 0 e 100
s?
A) 8 x 10
2
D) 8 x 10
B) 0,66 e 500
E) 0,05 e 400.
17. (CESESP-PE) Uma determinada quantidade de certa
o
substância líquida inicialmente a 20 C, é introduzida em um
recipiente dotado de um sistema de aquecimento. O calor
específico da substância na fase líquida é 0,6 cal/gK, e o
recipiente lhe fornece calor a uma taxa constante de 720 calorias
por minuto. Se o gráfico abaixo representa a variação da
temperatura da substância com o tempo, pede-se concluir que
seu calor latente de vaporização vale em cal/g.
3
2
13. (COVEST 1996) Qual o valor (em unidades de 10 calorias)
o
do calor liberado quando 10 g de vapor d’água a 100 C
o
condensam para formar água líquida a 10 C ? (Calor latente de
vaporização da água: Lv = 540 cal/g)
14. (COVEST 2010) Uma massa m de água, inicialmente a 19
°C é aquecida durante 10 min numa boca de fogão que emite
calor a uma taxa constante. A variação da temperatura da água
com o tempo de aquecimento é mostrada na figura abaixo.
Determine a porcentagem de água que evaporou durante o
processo.
1
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18. (CESCEM/SP) Na experiência de Joule (ver figura), uma
massa de 10 kg cai de uma altura de 120 m, girando as pás que
aquecem 1000 gramas de água. Admitindo-se que 1 cal = 4,2 J,
e que toda energia da queda produza aquecimento da água, o
aumento da temperatura da água é igual a:
E)
t (oC)
tf
90
30
0
Q
Q (cal)
o
A) 23 °C
D) 0,1 °C
B) 18 °C
E) 3 °C
22. (COVEST 1993) Um pedaço de alumínio com 500 g a 295 C
o
é colocado em um vaso contendo 1 litro de água a 20 C.
Supondo que o sistema não troca calor com o ambiente, calcule
a temperatura, em graus Celsius, do sistema alumínio-água após
ser atingido o equilíbrio térmico.(Considere o calor específico do
o
alumínio aproximadamente 0,2 cal/g C)
C) 0,32 °C
19. (UFMG) Os gráficos abaixo mostram a variação da
quantidade de calor absorvida por duas substâncias, A e B, em
função da temperatura:
23. (COVEST 1996) Um certo volume de um líquido A, de massa
o
M e que está inicialmente a 20 C, é despejado no interior de uma
garrafa térmica que contém uma massa 2M de um outro líquido,
o
B, na temperatura de 80 C. Se a temperatura final da mistura
o
líquida resultante for de 40 C, podemos afirmar que a razão
CA/CB entre os calores específicos das substâncias A e B vale :
A) 6
o
B) 32
C) 36
D) 40
o
o
B) 20
C) 25
D) 30
D) ½
E)1/3
25. (COVEST 1998) Dois corpos A e B, termicamente isolados
do resto do ambiente e inicialmente a diferentes temperaturas t A
e tB, respectivamente, são colocados em contato até que atinjam
o
o equilíbrio térmico à temperatura tf = 40 C. O gráfico abaixo
representa a variação do calor recebido pelo corpo A como
função de sua temperatura. Se o corpo B tem massa m B = 2,0 g
o
e temperatura inicial tB = 60 C, determine o valor de seu calor
-2
o
específico em unidades de 10 cal / (g C).
E) 43
20. (COVEST 1993) Mergulha-se 10 g de ferro a 520 C em 50 g
o
de água a 10 C. Se o calor específico do ferro é 10 vezes menor
que o da água, a temperatura de equilíbrio do sistema água-ferro
o
é, em C (considere o sistema isolado) :
A) 15
C) 3
24. (COVEST 2011) Uma pessoa que deseja beber água fresca,
mistura duas porções, de 150 ml cada; uma, à temperatura de 5
ºC, e a outra à temperatura de 31 ºC. Após algum tempo, ela
verifica que a temperatura da mistura é de 16 ºC. Determine o
módulo da quantidade de calor que é cedido para o ambiente
2
(sala mais copo). Expresse sua resposta em unidades de 10
calorias.
Misturando-se as duas substâncias, A (50 C) e B (25 C), a
o
temperatura de equilíbrio, em C, é aproximadamente:
A) 27
B) 4
E) 35
21. (PUC-MG) Em um calorímetro, de capacidade térmica
o
desprezível, foram colocados 100 g de água a 30 C e 200 g de
o
o
ferro a 90 C. O calor especifico da água é igual a 1,0 cal/g C e o
o
do ferro, 0,10 cal/g C. Qual dos gráficos melhor representa a
variação de temperatura desses corpos em função da
quantidade de calor trocado?
o
B) t ( C)
o
A) t ( C)
90
90
tf
30
0
C)
26. (PUC/SP) Em um calorímetro de capacidade térmica 200
o
o
cal/ C, com 300 g de água a 20 C, é introduzido um corpo sólido
o
de massa 100 g a uma temperatura de 650 C. Obtém-se o
o
equilíbrio térmico final a 50 C. Supondo desprezíveis as perdas
de calor, determine o calor específico do corpo sólido, em
o
cal/g C.
tf
30
Q
0
Q (cal)
Q
Q (cal)
27. (UnB-DF) Quando uma pastilha de 200 g de alumínio a 100
o
C é colocada num calorímetro de alumínio de massa 120g, que
o
contém inicialmente 150g de querosene a 15 C, a mistura atinge
o
o
a temperatura final de 50 C. Sendo de 0,22 cal/g C o calor
o
específico do alumínio, determine, em cal/g C, o calor específico
do querosene.
D)
t (oC)
t (oC)
90
tf
90
30
30
tf
0
Q
Q (cal)
0
o
Q
28. Um pedaço de cobre a 20g a 60 C é colocado dentro de um
o
calorímetro que contém 10g de água a 10 C. Se a temperatura
o
final do sistema (calorímetro + água + cobre) é 15 C, qual é o
equivalente em água do calorímetro?
Q (cal)
2
MÓDULO 2 – TERMOLOGIA E ELETRICIDADE
Ronaldo Filho e Rhafael Roger
o
Dados: Calor especifico do cobre = 0,42J/g C
o
Calor especifico da água = 4,2 J/g C
29. (UECE) Num bloco de gelo em fusão, faz-se uma cavidade
onde são colocados 80 g de um metal, de calor específico 0,03
o
o
cal/g C, a 200 C. Sendo o calor latente de fusão do gelo igual a
80 cal/g, determine a massa de água que se forma até o
equilíbrio térmico.
o
30. (COVEST 1997) Quantos gramas de gelo, a 0 C, devem ser
o
misturados a 280 g de água a 45 C, de modo que a temperatura
o
final da mistura seja igual a 20 C ? (Calor latente de fusão do
gelo: Lf = 80 cal/g).
31. (COVEST 2006) Uma barra de gelo de 200 g, inicialmente a 10 °C, é usada para esfriar um litro de água em uma garrafa
térmica. Sabendo-se que a temperatura final de equilíbrio
térmico é 10 °C, determine a temperatura inicial da água, em °C.
Despreze as perdas de calor para o meio ambiente e para as
paredes da garrafa.
calor específico da água = 1,0 cal/g°C
calor específico do gelo = 0,50 cal/g°C
calor latente de fusão de gelo = 80 cal/g
densidade da água = 1 kg/litro
A) 29
B) 28
C) 27
D) 26
E) 25
32. (UEL) Em um recipiente, de paredes adiabáticas e
capacidade térmica desprezível, introduzem-se 200g de água a
20°C e 80g de gelo a -20°C. Atingindo o equilíbrio térmico, a
temperatura do sistema será
calor específico da água = 1,0 cal/g°C
calor específico do gelo = 0,50 cal/g°C
calor latente de fusão de gelo = 80 cal/g
A) -11 °C
B) 0 °C, restando 40 g de gelo.
C) 0 °C, restando apenas água.
D) 0 °C, restando apenas gelo.
E) 11 °C
33. Quando são misturados 40g de água a 10 °C e 360 g de gelo
a –30 °C, qual é a temperatura final de equilíbrio térmico?
Suponha que o gelo e a água não trocam calor com o recipiente
nem com o meio externo.
calor específico da água = 1,0 cal/g°C
calor específico do gelo = 0,50 cal/g°C
calor latente de fusão de gelo = 80 cal/g
GABARITO:
01. D
02. B
08. A
03. D
04. 40
05. 35
06. C
07. A
09. 5,5%
10. D
11. 50
12. B
13. 63
14. 15
15. C
16. 92
17. 99
18. E
19. B
20. B
21. B
22. 45
23. B
24. 06
25. 75
26. 0,25 27. 0,24
28. 8g
29. 6 g 30. 70
31. A
32. B
33. -9°C
3