FÍSICA
AVALIAÇÃO
WILSON
II UNIDADE
Aluno(a): PROVA COMENTADA
Série:
2a
Ensino Médio
Turma: A / B / C / D
Data: 23/05/2015
1. A prova é composta de 04 questões abertas e 01 questão objetiva.
2. Não será aceita a utilização de corretivo.
3. Não será aceita a troca de material durante a avaliação.
4. Use, somente, caneta esferográfica azul ou preta.
5. Será descontado 0,1 para a nota da prova, daquelas que apresentarem erros graves de escrita.
6. O aluno só poderá deixar o recinto após transcorridos 30 minutos de prova.
7. Não serão permitidas rasuras nas questões objetivas.
8. Duração: 50min.
9. Valor da avaliação: 3,0 pontos
1. Foi realizado o seguinte experimento em uma aula de Laboratório de Física:
Uma jarra de vidro aberta foi aquecida até que a água no seu interior fervesse.
Cessando-se o aquecimento, a água parou de ferver. Posteriormente, a jarra foi tampada e em cima dela
despejou-se água à temperatura ambiente. Então, observou-se que a água voltou a ferver.
Sobre esse experimento, responda ao que se pede.
a)
Justifique o motivo que levou a água a voltar a ferver. (0,5)
A temperatura de ebulição de uma substância depende da própria substância e da pressão. Por
isso que se usa a panela de pressão. Aumenta-se a pressão na superfície da água aumentando a
dificuldade de as moléculas vaporizarem, aumentando, portanto, a temperatura de ebulição.
No caso dessa questão, ao se jogar água fria na tampa da jarra, diminui-se a pressão na superfície
do líquido, diminuindo a temperatura de ebulição.
b)
Se esse mesmo experimento fosse realizado a uma altitude superior em relação ao anterior, a
temperatura de ebulição da água aumentaria, diminuiria ou permaneceria constante? Justifique. (0,5)
Aumentando a altitude, diminui-se a pressão, diminuindo a temperatura de ebulição da água.
Somente para exemplificar: em São Paulo a água ferve a 98 °C, em Brasília, a 96 °C e, em La Paz, a
87 °C.
2. Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, há 200 g de gelo a -20°C. Introduz-se, no
calorímetro, água a 20°C. O calor latente de solidificação da água é - 80 cal/g e os calores específicos do
gelo e da água (líquida) valem, respectivamente, 0,50 cal/g.°C e 1,0 cal/g.°C.
Calcule o valor máximo da massa da água introduzida, a fim de que, ao ser atingido o equilíbrio térmico,
haja apenas gelo no calorímetro. (0,5)
20 g
3. Num piquenique, com a finalidade de se obter água gelada, misturou-se num garrafão térmico, de
capacidade térmica desprezível, 2 kg de gelo picado a 0 °C e 3 kg de água que estavam em garrafas ao ar
livre, à temperatura ambiente de 40 °C. Desprezando-se a troca de calor com o meio externo e conhecidos
o calor latente de fusão do gelo (80 cal/g) e o calor específico da água (1 cal/ g. °C), qual a massa de água
gelada disponível para se beber, em kg, depois de estabelecido o equilíbrio térmico? (0,5)
[D]
Para fundir os 2 kg de gelo a 0 °C:
Q = m.L = 2000.80 = 160000 cal
Para resfriar os 3 kg de água até 0 °C:
Q = m.c.T = 3000.1.(0-40) = - 120000 cal
Veja que o calor liberado pela água, 120 kcal, não é suficiente para fundir todo gelo (visto que são
necessários 160 kcal).
Assim o equilíbrio ocorrerá a 0 °C, sendo que os 3 kg de água líquida original continuará líquida e
teremos uma parte do gelo derretida.
Esta parte é de:
Q = m.L
120000 = m.80 ==> m = 120000/80 = 1500 g = 1,5 kg
Assim a quantidade de água gelada final será de 3 + 1,5 = 4,5 kg
4. Uma quantidade de 1,5 kg de certa substância encontra-se inicialmente na fase sólida, à temperatura
de -20°C. Em um processo a pressão constante de 1,0 atm, ela é levada à fase líquida a 86°C. A potência
necessária nessa transformação foi de 1,5 kJ/s. O gráfico na figura mostra a temperatura de cada etapa
em função do tempo.
Calcule
a) o calor latente de fusão L(f). (0,25)
330 kJ/kg
b)
o calor necessário para elevar a temperatura de 1,5kg dessa substância de 0 a 86°C. (0,25)
540 kJ
5. Em um experimento foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto,
acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa,
durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida a lâmpada foi desligada. Durante o
experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas: a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa
e b) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente. (0,5)
A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo
experimento, foi
a) igual no aquecimento e igual no resfriamento.
b) maior no aquecimento e igual no resfriamento.
c) menor no aquecimento e igual no resfriamento.
d) maior no aquecimento e menor no resfriamento.
e) maior no aquecimento e maior no resfriamento.
Em relação à garrafa pintada de branco, a garrafa pintada de preto comportou-se como um corpo
melhor absorsor durante o aquecimento e melhor emissor durante o resfriamento, apresentando,
portanto, maior taxa de variação de temperatura durante todo o experimento.
(QUESTÃO DESAFIO)
Em uma choperia, o chope é servido à razão de 1 litro por minuto. Em um dia, cuja temperatura é de
2 4, 5  C , a bebida é introduzida na serpentina da chopeira à temperatura ambiente e, dela, sai a 4  C . A
capacidade da chopeira é de 2 0 k g de gelo, colocado sobre a serpentina a  4  C ( c g e lo  0 , 5 c a l  g   C  e
L f  80 cal g
). Considere
d c h o p e  1, 0 g c m
3
e
c c h o p e  1, 0 c a l
 g  C  .
Considerando que não há qualquer tipo de perda de energia térmica entre o meio ambiente e a chopeira,
determine:
Dados: mgelo = 20 kg; dchope = 1 g/cm3; Vchope = 1 L = 1.000 cm3 ; cgelo = 0,5 cal/g°C; Tamb = 24,5 °C;
Tgelo = –4 °C;  t  1 m in.
a)
a massa de gelo que se converte em água, para cada litro de chope retirado. (0,25)
Assumindo, como sugere o enunciado, que cada litro de chope leve à fusão completa uma massa
m de gelo, aplicando a equação do sistema termicamente isolado, temos:
Q g e lo  Q fu s ã o  Q c h o p e  0
m c g e lo Δ T g e lo  m L fu s ã o  0


d c h o p e V c h o p e c c h o p e Δ Tc h o p e  0

m  0 , 5   0    4    m  8 0   1  1 .0 0 0   4  2 4 , 5   0
8 2 m  2 0 .5 0 0


m  2 5 0 g.
b)
o intervalo de tempo necessário para que se reponha o gelo, de modo a manter sempre a mesma
temperatura final do chope. (0,25)
Ainda considerando a hipótese do item anterior:
 0 ,2 5 k g  1 m in

 2 0 k g  Δ t

Δt 
20

0, 2 5
Δ t  8 0 m in .
Boa Prova!