Disciplina
Lista nº
Física-2
2
Professor
Sidnei Stutz
Assuntos
Calorimetria e Transmissão de calor
Termologia
X’Questão
01
(UFMG 2008) Depois de assar um bolo em um forno a
gás, Zulmira observa que ela queima a mão ao tocar
no tabuleiro, mas não a queima ao tocar no bolo.
Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar
que isso ocorre porque:
(A) a capacidade térmica do tabuleiro é maior que a do
bolo.
(B) a transferência de calor entre o tabuleiro e a mão é
mais rápida que entre o bolo e a mão.
(C) o bolo esfria mais rapidamente que o tabuleiro,
depois de os dois serem retirados do forno.
(D) o tabuleiro retém mais calor que o bolo.
Questão
(A) AB a substância está na fase líquida.
(B) BC está ocorrendo fusão ou vaporização.
(C) CD há apenas vapor.
(D) BC há uma mistura de líquido e vapor.
(E) CD está ocorrendo transição de fase.
Questão
04
(UNESP 2007) Uma garrafa térmica possui em seu
interior 1,0 kg de água a 80ºC. Meia hora depois, a
temperatura da água caiu para 50ºC. Nessas
condições, e lembrando que o calor específico da água
é 1,0 cal/(gºC), o fluxo de calor perdido pela água foi
em média de
A) 1,0 cal/min.
B) 100 cal/min.
C) 500 cal/min.
02
(UNESP 2007) Considere seus conhecimentos sobre
mudanças de fase e analise as afirmações I, II e III,
referentes à substância água, um recurso natural de
alto valor.
I. Durante a transição de sólido para líquido, a
temperatura não muda, embora uma quantidade de
calor tenha sido fornecida à água.
II. O calor latente de condensação da água tem um
valor diferente do calor latente de vaporização.
III. Em determinadas condições, a água pode
coexistir na fase sólida, líquida e gasosa.
Questão
D) 1 000 cal/min.
E) 4 180 cal/min.
05
(UFES 2009) Um vasilhame isolado termicamente
0
contém 996,8g de água a 20,00 C. Uma amostra
0
metálica de 100,0g de ouro, a 100,00 C, é inserida no
vasilhame. Sabendo que o calor específico do ouro é
0,03200 cal/gºC, calcule a temperatura de equilíbrio no
interior do vasilhame. A resposta CORRETA é
A) 10,26ºC
B) 20,26ºC
C) 30,26ºC
D) 40,26ºC
E) 50,26ºC
Pode-se afirmar que
Questão
(A) apenas a afirmação I é correta.
(B) apenas as afirmações I e II são corretas.
(C) apenas as afirmações I e III são corretas.
(D) apenas as afirmações II e III são corretas.
(E) as afirmações I, II e III são corretas.
Questão
03
(UNESP 2008) Considere o diagrama para uma
determinada substância.
Temperatura
(UERJ 2005) O excesso de gordura no organismo é
nocivo à saúde. Considere uma pessoa, com massa
corporal estável, que deseje perder gordura, sem
alterar sua dieta alimentar. Para essa pessoa, um
dispêndio energético de 9 kcal em atividades físicas
corresponde à perda de 1 g de gordura corporal. Para
perder 6,0 kg de gordura, o tempo, em minutos, que
ela
necessita
dedicar
a
atividades
físicas,
despendendo, em média, 12 kcal/min, corresponde a:
2
A) 2,0×10
D
B
C
A
Quantidade de calor
Sabendo-se que a Transformação ocorre no
sentido de A para D, pode-se afirmar que no trecho:
06
Questão
3
B) 4,5×10
4
C) 8,0×10
D) 6,0×10
5
07
(UERJ 2007) Uma dona de casa mistura, em uma
o
garrafa térmica, 100mℓ de água a 25 C com 200mℓ de
o
água a 40 C. A temperatura final dessa mistura, logo
após atingir o equilíbrio térmico, é, em graus Celsius,
aproximadamente igual a:
A) 29
Questão
B) 32
08
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C) 35
D) 38
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(UERJ 2006) Duas barras metálicas A e B, de massas
mA=100g e mB=120g, inicialmente à temperatura de
o
0 C, são colocadas, durante 20 minutos, em dois
fornos. Considere que toda a energia liberada pelas
fontes térmicas seja absorvida pelas barras. O gráfico
a seguir indica a relação entre as potências térmicas
fornecidas a cada barra e o tempo de aquecimento.
A alternativa que indica, respectivamente, o
objeto e 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
Questão
(C) II, IV e V
(D) II, V e IV
11
(UERJ
Após esse período, as barras são retiradas dos fornos
e imediatamente introduzidas em um calorímetro ideal.
O diagrama abaixo indica a variação da capacidade
térmica de cada barra em função de sua massa.
2010) Uma pessoa submetida a uma
determinada dieta alimentar deseja ingerir, no máximo,
500 kcal em fatias de uma torta. Observe que:
• valor calórico é a quantidade de energia capaz de
produzir trabalho, liberada pelo metabolismo de uma
certa quantidade de alimento ingerido;
• os valores calóricos aproximados de carboidratos,
lipídios e proteínas são, respectivamente, 4, 9 e 4
kcal/g;
• a torta contém, ao todo, 50% de carboidratos, 15% de
lipídios e 35% de proteínas;
• cada fatia da torta tem massa de 50 g e todas são
iguais e homogêneas.
Para obedecer à dieta, a maior quantidade de
fatias dessa torta que a pessoa pode comer
corresponde a :
(A) 1
Questão
A temperatura que corresponde ao equilíbrio térmico
entre as barras A e B é, em oC, aproximadamente
igual a:
A) 70
Questão
B) 66
C) 60
D) 54
09
(UERJ 2008) O calor específico da água é da ordem
-1
-1
de 1,0 cal.g .ºC e seu calor latente de fusão é igual a
-1
80 cal.g . Para transformar 200 g de gelo a 0 ºC em
água a 30 ºC, a quantidade de energia necessária, em
quilocalorias, equivale a:
A) 8
Questão
B) 11
C) 22
D) 28
10
(UERJ 2010) A tabela abaixo mostra apenas alguns
valores, omitindo outros, para três grandezas
associadas a cinco diferentes objetos sólidos:
– massa;
– calor específico;
– energia recebida ao sofrer um aumento de
o
temperatura de 10 C.
OBJETO
I
II
III
IV
V
m (g)
150
150
100
c (cal / goC)
0,3
0,2
0,4
0,5
Q (cal)
300
400
450
(B) 2
(C) 3
(D) 4
12
(UNIRIO 2008) Texto:
“Fuligem tem impacto no aquecimento global
Um novo estudo, divulgado nos Estados Unidos, indica
que a fuligem pode ter um impacto significativo no
aquecimento global. Segundo a pesquisa, realizada
por cientistas da Nasa (a agência espacial americana),
partículas de fuligem na atmosfera - produzidas pela
queima de madeira, carvão ou óleo diesel - se
acumulam sobre a neve e sobre o gelo.”
BBC/BRASIL.COM
O derretimento do gelo pode ser explicado
porque a fuligem:
A) provoca o comportamento anômalo da água.
B) diminui o calor específico do gelo.
C) aumenta o calor específico do gelo facilitando o
seu derretimento.
D) cede capacidade térmica para o gelo.
E) aumenta a absorção de radiação infravermelha.
Questão
13
(UNIRIO 2008)
Rosa de Hiroshima
Pensem nas crianças
Mudas telepáticas
Pensem nas meninas
Cegas inexatas
Pensem nas mulheres
Rotas alteradas
Pensem nas feridas
Como rosas cálidas
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Mas oh não se esqueçam
Da rosa da rosa
Da rosa de Hiroshima
A rosa hereditária
A rosa radioativa
Estúpida e inválida
A rosa com cirrose
A anti-rosa atômica
Sem cor sem perfume
Sem rosa sem nada
Vinicius de Moraes – Antologia Poética
C) é menor na panela que se encontra no Pico da
Bandeira.
D) é menor na panela de barro
E) é menor na panela de metal
Questão
(UFF 2002) Para se resfriar um motor em
funcionamento, é necessário acionar seu sistema de
refrigeração, podendo-se usar as substâncias ar ou
água. A massa de ar M1 e a massa de água M2 sofrem
a mesma variação de temperatura e proporcionam a
mesma refrigeração ao motor. Neste caso, a razão (M1
o
/ M2) é: (Dados:calor específico da água = 1,0 cal/g C;
o
calor específico do ar = 0,25 cal/g C)
A) 4,0
B) 2,0
Questão
Em Rosa de Hiroxima, são retratados alguns dos
horrores associados à explosão de uma bomba atômica, na
cidade de Hiroshima, ocorrida no Japão, em 06 de agosto de
1945, ao final da Segunda Guerra Mundial. Como podemos
observar na Figura I, a nuvem gerada pela explosão forma
uma estrutura geométrica, que o poeta associou, em seu
poema, à forma de uma rosa. A explosão deste tipo de
bomba só foi possível após a descoberta da equação E =
mc2 , onde E é a energia, m é a massa e c é a velocidade da
luz no vácuo, obtida por Albert Einstein, no início do século
passado. A equação indica que é possível transformar
matéria em energia. Após a explosão da bomba em
Hiroshima, teriam perguntado a Einstein como ele imaginava
que seria a Terceira Guerra Mundial. Ele, amargurado com a
invenção da bomba atômica, teria dito: “Não tenho a menor
idéia de como será a Terceira Guerra Mundial, mas tenho
certeza de como será a Quarta: com paus e pedras”.
Analisando a Figura I, podemos afirmar que a
estrutura observada na imagem da bomba explodindo
foi gerada predominantemente pela (o)
A) equilíbrio térmico.
B) calor específico.
C) irradiação.
Questão
D) condução.
E) convecção.
14
(UFF 2006) Um dos mais intrigantes fenômenos
naturais é a mudança de fase que ocorre, por exemplo,
quando a água vaporiza-se ao ferver. Mede-se a
temperatura da água fervendo em duas panelas, uma
de barro e outra de metal. Ambos se encontram sobre
fogões de cozinhas, um delas no nível do mar, outro no
alto do Pico da Bandeira. A temperatura da água
fervente:
15
C) 1,0
D) 0,67
E) 0,25
16
(UFF 2010) Uma bola de ferro e uma bola de madeira,
ambas com a mesma massa e a mesma temperatura,
são retiradas de um forno quente e colocadas sobre
blocos de gelo.
Marque a opção que descreve o que acontece
a seguir.
(A) A bola de metal esfria mais rápido e derrete mais
gelo.
(B) A bola de madeira esfria mais rápido e derrete
menos gelo.
(C) A bola de metal esfria mais rápido e derrete menos
gelo.
(D) A bola de metal esfria mais rápido e ambas
derretem a mesma quantidade de gelo.
(E) Ambas levam o mesmo tempo para esfriar e
derretem a mesma quantidade de gelo.
Questão
17
(UFRJ 2004) Em um calorímetro de capacidade
O
térmica desprezível há 200g de gelo a -20 C. IntroduzO
se no calorímetro água a 20 C. O calor latente de
solidificação da água vale 80cal/g, e os calores
específicos da água e do gelo, respectivamente, valem
O
O
1,00cal/g C e 0,50 cal/g C.
Calcule o valor máximo da massa de água a ser
colocada no calorímetro a fim de que, ao ser
atingido o equilíbrio térmico, haja apenas gelo no
calorímetro.
Questão
18
O
A) é sempre 100 C, portanto é a mesma em ambas
panelas.
B) é menor na panela onde começou a ferver a menos
tempo.
(UFRJ 2003) Um calorímetro, considerado ideal,
contém, inicialmente, uma certa massa de água à
o
temperatura de 19,8 C. Observa-se que, após
o
introduzir no calorímetro uma massa de gelo a 0 C, de
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valor igual a um quarto da massa inicial da água, a
o
temperatura de equilíbrio térmico é 0 C, com o gelo
totalmente derretido. A partir desses dados, obtenha
o calor latente de fusão do gelo. Considere o calor
específico da água igual a 1,0 cal/goC.
Questão
19
(UFRJ 2006) Em um calorímetro ideal, há 98g de água
o
à temperatura de 0 C. Dois cubinhos metálicos são
introduzidos no calorímetro. Um deles tem massa 8,0g,
o
calor específico 0,25cal/g C e está à temperatura de
400oC. O outro tem 10g de massa, calor específico
o
o
0,20cal/g C e está à temperatura de 100 C.
Posteriormente, esse último cubinho é retirado do
calorímetro e verifica-se, nesse instante, que sua
o
temperatura é 50 C.
Calcule a temperatura final de equilíbrio da
água e do cubinho que permanece no calorímetro.
Questão
20
Pressão de vapor da água em mmHg
(ENEM 1998) A tabela a seguir registra a pressão
atmosférica em diferentes altitudes, e o gráfico
relaciona a pressão de vapor da água em função da
temperatura
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0
20
40
60
80
100
120
Temperatura
Altitude (km)
Pressão atmosférica(mm Hg)
0
1
2
4
6
8
10
760
600
480
300
170
120
100
Questão
21
(ENEM 1999) O alumínio se funde a 666oC e é obtido à
custa de energia elétrica, por eletrólise – transformação
o
realizada a partir do óxido de alumínio a cerca de 1 000 C. A
produção brasileira de alumínio, no ano de 1985, foi da
ordem de 550 000 toneladas, tendo sido consumidos
cerca de 20kWh de energia elétrica por quilograma do
metal. Nesse mesmo ano, estimou-se a produção de
resíduos sólidos urbanos brasileiros formados por
metais ferrosos e não-ferrosos em 3 700 t/dia, das
quais 1,5% estima-se corresponder ao alumínio.
(Adaptado de FIGUEIREDO, P. J. M. A sociedade do lixo: resíduos, a
questão energética e a crise ambiental. Piracicaba: UNIMEP, 1994)
Suponha que uma residência tenha objetos de
alumínio em uso cuja massa total seja de 10kg
(panelas, janelas, latas etc.). O consumo de energia
elétrica mensal dessa residência é de 100kWh. Sendo
assim, na produção desses objetos utilizou-se uma
quantidade de energia elétrica que poderia abastecer
essa residência por um período de
A) 1 mês.
B) 2 meses.
Questão
E) 5 meses
22
(ENEM 1999) A panela de pressão permite que os
alimentos sejam cozidos em água muito mais
rapidamente do que em panelas convencionais. Sua
tampa possui uma borracha de vedação que não deixa
o vapor escapar, a não ser através de um orifício
central sobre o qual assenta um peso que controla a
pressão. Quando em uso, desenvolve-se uma pressão
elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é
necessário observar a limpeza do orifício central e a
existência de uma válvula de segurança, normalmente
situada na tampa.
O esquema da panela de pressão e um diagrama
de fase da água são apresentados abaixo.
Um líquido, num frasco aberto, entra em
ebulição a partir do momento em que a sua pressão de
vapor se iguala à pressão atmosférica. Assinale a
opção correta, considerando a tabela, o gráfico e os
dados apresentados, sobre as seguintes cidades:
Natal (RN)
Campos do Jordão (SP)
Pico da Neblina (RR)
C) 3 meses
D) 4 meses
nível do mar.
altitude 1628m.
altitude 3014 m.
A temperatura de ebulição será:
A) maior em Campos do Jordão.
B) menor em Natal.
C) menor no Pico da Neblina.
D) igual em Campos do Jordão e Natal.
E) não dependerá da altitude.
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A vantagem do uso de panela de pressão é a rapidez
para o cozimento de alimentos e isto se deve
A) à pressão no seu interior, que é igual à pressão
externa.
B) à temperatura de seu interior, que está acima da
temperatura de ebulição da água no local.
C) à quantidade de calor adicional que é transferida
à panela.
D) à quantidade de vapor que está sendo liberada
pela válvula.
E) à espessura da sua parede, que é maior que a
das panelas comuns.
Questão
23
(ENEM 2003) Numa área de praia, a brisa marítima é
uma conseqüência 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).
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.
Questão
(ENEM 2006) A Terra é cercada pelo vácuo espacial e,
assim, ela só perde energia ao irradiá-la para o
espaço. O aquecimento global que se verifica hoje
decorre de pequeno desequilíbrio energético, de cerca
de 0,3%, entre a energia que a Terra recebe do Sol e a
energia irradiada a cada segundo, algo em torno de
2
1W/m . Isso significa que a Terra acumula,
22
anualmente, cerca de 1,6×10 J. Considere que a
energia necessária para transformar 1 kg de gelo a
O
5
0 C em água líquida seja igual a 3,2×10 J. Se toda a
energia acumulada anualmente fosse usada para
O
derreter o gelo nos pólos (a 0 C), a quantidade de gelo
derretida anualmente, em trilhões de toneladas, estaria
entre
A) 20 e 40.
B) 40 e 60.
Questão
À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica
durante o dia
24
C) 60 e 80.
D) 80 e 100.
E) 100 e 120
25
(ENEM 2009) O ciclo da água é fundamental para a
preservação da vida no planeta. As condições
climáticas da Terra permitem que a água sofre
mudanças de fase e a compreensão dessas
transformações é fundamental para se entender o ciclo
hidrológico. Numa dessas mudanças, a água ou a
umidade da terra absorve o calor do sol e dos
arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente,
algumas das moléculas do líquido podem ter energia
necessária para começar a subir para a atmosfera.
A transformação mencionada no texto é:
A) Fusão
B) liquefação
C) evaporação
Questão
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 área 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) solidificação
E) condensação
26
(ENEM 2010) Sob pressão normal (ao nível do mar) a
água entra em ebulição à temperatura de 100ºC.
Tendo por base essa informação, um garoto residente
em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência:
• Colocou uma caneca metálica contendo água no
fogareiro do fogão de sua casa.
• Quando a água começou a ferver, encostou
cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma
seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície
do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou
certa quantidade de água para seu interior, tapando-a
em seguida.
• Verificando após alguns instantes que a água da
seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da
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seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a
ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo.
Considerando todo o procedimento anterior, a
água volta a ferver porque esse deslocamento:
A) permite a entrada de calor do ambiente externo
para o interior da seringa.
B) provoca, por atrito, um aquecimento da água
contida na seringa.
C) produz um aumento de volume que aumenta o
ponto de ebulição da água.
D) proporciona uma queda de pressão no interior da
seringa, que diminui o ponto de ebulição da água.
E) possibilita uma diminuição da densidade da água
que facilita a sua ebulição.
Questão
A) condensação do vapor de água dissolvido no ar ao
encontrar uma superfície à temperatura mais baixa.
B) diferença de pressão, que é maior no interior da
garrafa e que empurra a água para seu exterior.
C) porosidade do vidro, que permite a passagem de
água do interior da garrafa para sua superfície externa.
D) diferença de densidade entre a água no interior da
garrafa e a água dissolvida no ar, que é provocada
pela diferença de temperaturas.
E) condução de calor através do vidro, facilitada por
sua porosidade.
27
(ENEM 2010) Em nosso cotidiano utilizamos as
palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de
como elas são usadas no meio científico. Na
linguagem coerente, 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 acender calor para uma vasilha de
água que está em seu interior com menor temperatura
do que a dele.
Questão
28
(UERJ 20011) As unidades Joule, Kelvin, Pascal e
Newton pertencem ao SI - Sistema Internacional de
Unidades. Dentre elas, aquela que expressa a
magnitude do calor transferido de um corpo a outro é
denominada:
A) Joule
Questão
B) Kelvin
C) Pascal
D) Newton
29
(UFF 2011) Quando se retira uma garrafa de vidro com
água de uma geladeira, depois de ela ter ficado lá por
algum tempo, vêem-se gotas d’água se formando na
superfície externa da garrafa. Isso acontece graças,
principalmente, à:
Gabarito:
1- B
2- C
3- B
4- A
5- B
6- B
7- C
8- B
9- C
10- D
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11- B
12- E
13- E
14- C
15- A
16- C
17- 20g
18- 79,2 cal/g
19- 9ºC
20- C
21- B
22- B
23- A
24- C
25- C
26 - D
27 - A
28 - A
29 - A