FÍSICA – SETOR A
1. (Pucrj 2013) Um líquido é aquecido através de uma fonte térmica que provê 50,0 cal por minuto.
Observa-se que 200 g deste líquido se aquecem de 20,0 °C em 20 min.
Qual é o calor específico do líquido, medido em cal/(g °C)?
a) 0,0125
c) 5,0
e) 4,0
b) 0,25
d) 2,5
1
2. (Uerj 2013) Uma pessoa, com temperatura corporal igual a 36,7°C, bebe
litro de água a 15°C.
2
Admitindo que a temperatura do corpo não se altere até que o sistema atinja o equilíbrio térmico,
determine a quantidade de calor, em calorias, que a água ingerida absorve do corpo dessa pessoa.
3
Utilize: Calor específico da água = 1,0 cal g °C; Massa específica da água = 1 g/cm .
3. (Upf 2012) Dois blocos metálicos A e B, ambos de materiais diferentes, são colocados em contato no
interior de um calorímetro ideal, de modo a isolá-los de influências externas. Considerando que a massa
do bloco A (mA) é igual ao dobro da massa do bloco B (mB), o calor específico do bloco A (cA) é igual à
metade do calor específico do bloco B (cB) e a temperatura inicial do bloco A (TA) é igual ao triplo da
temperatura inicial do bloco B (TB), pode-se afirmar que, quando alcançado o equilíbrio térmico do
sistema, a temperatura de equilíbrio (Teq) será igual a
a) TB
b) 2 TB
c) 3 TB
d) 4 TB
e) 5 TB
4. (Uel 2012) O homem utiliza o fogo para moldar os mais diversos utensílios. Por exemplo, um forno é
essencial para o trabalho do ferreiro na confecção de ferraduras. Para isso, o ferro é aquecido até que se
torne moldável. Considerando que a massa de ferro empregada na confecção de uma ferradura é de 0,5
kg, que a temperatura em que o ferro se torna moldável é de 520 ºC e que o calor específico do ferro
vale 0,1 cal/gºC, assinale a alternativa que fornece a quantidade de calor, em calorias, a ser cedida a
essa massa de ferro para que possa ser trabalhada pelo ferreiro.
Dado: temperatura inicial da ferradura: 20 ºC.
a) 25
c) 2500
e) 250000
b) 250
d) 25000
5. (Unesp 2012) 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, do 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.
c) 55,0 e 64,9.
e) 35,0 e 44,9.
b) 65,0 e 74,9.
d) 45,0 e 54,9.
6. (Unifesp 2012) Um calorímetro de capacidade térmica 10 cal/ºC, contendo 500 g de água a 20 ºC, é
utilizado para determinação do calor específico de uma barra de liga metálica de 200 g, a ser utilizada
como fundo de panelas para cozimento. A barra é inicialmente aquecida a 80 ºC e imediatamente
colocada dentro do calorímetro, isolado termicamente. Considerando o calor específico da água 1,0
cal/(g · ºC) e que a temperatura de equilíbrio térmico atingida no calorímetro foi 30 ºC, determine:
a) a quantidade de calor absorvido pelo calorímetro e a quantidade de calor absorvido pela água.
b) a temperatura final e o calor específico da barra.
7. (Ufpa 2012) Um homem gasta 10 minutos para tomar seu banho, utilizando-se de um chuveiro elétrico
que fornece uma vazão constante de 10 litros por minuto. Sabendo-se que a água tem uma temperatura
de 20°C ao chegar no chuveiro e que alcança 40°C ao sair do chuveiro, e admitindo-se que toda a
energia elétrica dissipada pelo resistor do chuveiro seja transferida para a água nesse intervalo de
tempo, é correto concluir-se que a potência elétrica desse chuveiro é
Obs.: Considere que a densidade da água é 1 kg/litro, que o calor específico da água é 1 cal/g ºC e que
1 cal = 4,2 J.
a) 10 KW
c) 14 KW
e) 18 KW
b) 12 KW
d) 16 KW
1
GABARITO
( ρVcΔθ)
Resposta da questão 1: [B]
P=
50θ − 4.000 + 90θ − 4.500 + 4θ − 80 = 0
8.580
θ=
144θ = 8.580
144
θ = 59,6 °C.
⇒
Resposta da questão 2: A partir dos dados apresentados
no enunciado, temos:
g
=1
3
cm
+ ( ρVcΔθ)Leite + ( ρVcΔθ) Adoçante = 0
⇒
50 (1)( θ − 80) + 100 ( 0,9)( θ − 50 ) + 2 ( 2)( θ − 20 ) = 0
Q mcΔθ
P.Δt
50x20
=
→c =
=
= 0,25cal / (g°C)
Δt
Δt
m.Δθ 200x20
d =1
Café
g 1000 g
=
ml
l
⇒
⇒
⇒
Portanto, a temperatura de equilíbrio está sempre 55 °C e
64,9 °C.
Assim sendo, concluímos que meio litro de água
corresponderá a 500 gramas. Calculemos agora a
variação da temperatura sofrida pela água ingerida:
Resposta da questão 6:
Dados: CC = 10 cal/C°; m A = 500 g; m B = 200 g; T0C = T0A
= 20 °C; T0B = 80 °C; Teq = 30 °C.
Δθ = 36,7 − 15 = 21,7°
a) Quantidade de calor (QC) absorvido pelo calorímetro:
QC = CC ΔTC = 10 ( 30 − 20)
⇒
QC = 100 cal.
Utilizando a equação fundamental da calorimetria:
Quantidade de calor (QA) absorvido pela água:
QA = mcA ΔTA = 500(1)( 30 − 20)
Q = m ⋅ c ⋅ Δθ
Substituindo pelos valores encontrados, temos:
⇒
QC = 5.000 cal.
b) A temperatura final da barra é igual à temperatura de
equilíbrio térmico do sistema.
Q = 500.1 ⋅ 21,7
TBfinal = 30 °C.
∴ Q = 10850 cal
O sistema é termicamente isolado. Então:
Resposta da questão 3: [B]
QC + Q A + QB = 0
100 + 5.000 + mBcB ΔTB = 0
5.100 + 200 cB ( 30 − 80 ) = 0
⇒
⇒
Dados: m A = 2 m B; cA = cB/2; TA = 3 TB.
cB =
Como o sistema é termicamente isolado, o somatório dos
calores trocados entre os dois corpos é nulo.
QA + QB = 0
2mB
cB
⇒mc
A A ΔTA
+ mB cB ΔTB = 0
( T − 3TB ) + mB cB ( T − TB )
2
2T = 4TB
⇒ T = 2T .
⇒
⇒
B
A massa de água que passa pelo chuveiro a cada minuto
é:
ρ=
Da equação fundamental da calorimetria:
⇒
Q = 500 ( 0,1)( 520 − 20) = 25.000 cal.
m = ρ V = 1(10)
⇒
m = 10 kg = 10.000 g.
⇒
840.000 J.
Como essa quantidade de calor é trocada a cada minuto
(60 s), vem:
Considerando o sistema termicamente isolado, vem:
( mcΔθ)Café + ( mcΔθ)Leite + (mcΔθ )Adoçante = 0
⇒
Q = m c ( θ − θ0 ) = 10.000 ( 4,2)( 40 − 20)
VCafé = 50 mL; VLeita = 100 mL; VAdoçante = 2 mL; cCafé = 1
cal/g⋅ºC; cLeita = 0,9 cal/g⋅ºC; cAdoçante = 2 cal/g⋅ºC.
⇒
m
V
A quantidade de calor absorvida por essa massa de água
é:
Resposta da questão 5: [C]
QCafé + QLeite + QAdoçante = 0
cB = 0,51 cal / g ⋅ °C.
Dados: θ0 = 20 °C; θ = 40 °C; Z = 10 L/min; ρ = 1 kg/L; 1
cal = 4,2 J; c = 1 cal/g⋅°C
c = 4,2 J/g⋅°C.
B
Resposta da questão 4: [D]
Q = mcΔθ
⇒
Resposta da questão 7: [C]
⇒ T − 3T + T − T = 0 ⇒
B
5.100
10.000
⇒
⇒
P=
Como as densidades ( ρ ) dos três líquidos são iguais, e a
massa é o produto da densidade pelo volume (m = ρ ⋅V),
temos:
2
Q
Δt
=
840.000
60
⇒ P = 14.000 W ⇒
P = 14 kW.