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  1. 1. Módulo 27ExercíciosResolvidos de Calor
  2. 2. Questão 39(UFPB) Um engenheiro testa materiais para serem usados nafabricação da carroceria de um automóvel. Entre outraspropriedades, é desejável a utilização de materiais com altocalor específico. Ele verifica que, para aumentar em 3ºC atemperatura de 32 g do material A, é necessário fornecer 24cal de calor a esse material. Para obter o mesmo aumento detemperatura em 40 g do material B, é preciso 24 cal. Já 50 gdo material C necessitam 15 cal para sofrer o mesmoacréscimo de temperatura. Os calores específicos dosmateriais A, B e C são respectivamente:
  3. 3. Questão 39a) CA = 0,25 cal/g°C; CB = 0,20 cal/g°C; CC = 0,10 cal/g°Cb) CA = 0,20 cal/g°C; CB = 0,35 cal/g°C; CC = 0,15 cal/g°Cc) CA = 0,30 cal/g°C; CB = 0,10 cal/g°C; CC = 0,20 cal/g°Cd) CA = 0,35 cal/g°C; CB = 0,20 cal/g°C; CC = 0,10 cal/g°Ce) CA = 0,10 cal/g°C; CB = 0,30 cal/g°C; CC = 0,25 cal/g°C
  4. 4. Resposta 39Material A Material c Material BQ mc 15 50 c 3 24 40 C 324 32 c 3 15 24 c 24 c 150c 120 96 cc 0,1 cal/gº C cB 0,2 cal/gº Cc A 0,25 cal/ gº C Letra A
  5. 5. Questão 40Um bloco de metal de massa 50 g está a 10ºC. Ao receber1.000 cal, sua temperatura sobe para 60º C. A capacidadetérmica do bloco vale, em cal/ºC:a) 0,4b) 10c) 20d) 50e) 100
  6. 6. Resposta 40Q C100 c (60 10) 1000c 50c 20 cal/º C
  7. 7. Questão 41(UERJ) A quantidade de calor necessária para ferver a águaque enche uma chaleira comum de cozinha é, em calorias, daordem de:a) 102b) 103c) 104d) 105
  8. 8. Resposta 411L 1KgQ 1000 1 100 5Q 10 Letra D
  9. 9. Questão 42(UFG) Com o objeto de economizar energia, um moradorinstalou no telhado de sua residência um coletor solar comcapacidade de 1,2 x 108 cal/dia. Toda essa energia foi utilizadapara aquecer 2,0 x 103 L de água armazenada em umreservatório termicamente isolado. De acordo com estesdados, a variação da temperatura da água (em graus Celsius)ao final de um dia é de:Dados:Calor específico da água ca = 1,0 cal/gºCDensidade da água da = 1,0 g/cm3 a) 1,2 b) 6,0 c) 12,0 c) 60,0 e) 120,0
  10. 10. Resposta 42 31g / cm 1Kg / l2 x10³l 2 x10³ KgQ mc 8 61,2 10 2 10 8 1,2 10 2 10 6 Letra D 60 C
  11. 11. Questão 43(UFRJ) Sabemos que no verão, sob sol a pino, a temperaturada areia da praia fica muito maior que a da água. Para avaliarquantitativamente este fenômeno, , um estudante coletouamostras de massas iguais de água e de areia e cedeu a cadauma delas a mesma quantidade de calor. Verificou, então, queenquanto a temperatura da amostra de areia sofreu umacréscimo de 50ºC, a temperatura da amostra de água sofreuum acréscimo de apenas 6ºC. Considere o calor específico daágua 1,00 cal/g ºC. Calcule o calor específica da areia.´
  12. 12. Resposta 43Q m cQ m16Q 6m6m m c 50 6c 0,12cal / g C 50
  13. 13. Questão 44(UFRS) Um corpo de alumínio e outro de ferro possuemmassas mAl e mFer respectivamente. Considere que o calorespecífico do alumínio é o dobro do calor específico do ferro.Se os dois corpos, ao receberem a mesma quantidade decalor Q, sofrem a mesma variação de temperatura ∆T, asmassas dos corpos são tais que´ a)mAI = 4mFc b)mAI = 2mFc c) mAI = mFc d) mAI = mFc /2 e)mAI = 4mFc /4
  14. 14. Resposta 44QAl QFem Al c Al mFe cFem Al 2cFe mFe cFe mFem Al 2 Letra D
  15. 15. Questão 45(PUC) UM líquido, cuja massa é de 1000 g, é aquecido por umaquecedor de potência igual a 8.100 Watts. O calor específicodo líquido é de 2,7 J/g ºC. Qual é variação de temperatura dolíquido por unidade de tempo, em ºC/s?a) 2,7b) 3c) 8,1d) 0,33e) 300´
  16. 16. Resposta 45 QP t Q8100 1Q 8100JQ m c8100 1000 2,7 Letra B 8100 3 2700
  17. 17. Módulo 28ExercíciosResolvidos deMudançasde Estados
  18. 18. Questão 46(UERJ) O calor específico da água é da ordem de 1,0 cal . g-1 .ºC-1 e seu calor latente de fusão é igual a 80 cal . g-1 . Paratransformar 200 g de gelo a 0ºC em água a 30ºC, aquantidade de energia necessária, em quilocalorias, equivalea:a) 8b) 11c) 22d) 28
  19. 19. Resposta 46Q1 m lQ1 200 80Q1 16000calQ2 m cQ2 200 1 30Q2 6000cal Letra CQT 16000 6000QT 22000cal
  20. 20. Questão 47(UERJ) Uma menina deseja fazer um chá de camomila, massó possui 200g de gelo a 0ºC e um forno de microondas cujapotência máxima é 800W. Considere que a menina está nonível do mar, o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g, ocalor específico da água é 1 cal/g ºC e que 1 cal valeaproximadamente 4 joules. Usando esse forno sempre napotência máxima, o tempo necessário para a água entrar emebulição é:a) 45 sb) 90 sc) 180 sd) 360 s
  21. 21. Resposta 47 QT 36000cal QT 36000x 4Q1 ml QT 144000JQ1 200 80Q1 16000cal P Q t 144000Q2 200 1 100 800 tQ2 20000cal t 144000 180 800 Letra C
  22. 22. Questão 48O gráfico a seguir representa a temperatura de uma amostrade massa 20 g de determinada substância, inicialmente noestado sólido, em função da quantidade de calor que elaabsorve: Com base nessas informações, marque a alternativa correta.
  23. 23. Questão 48a) O calor latente de fusão da substância é igual a 30 cal/g.b) O calor específico na fase sólida é maior do que o calor específico da fase líquida.c) A temperatura de fusão da substância é de 300º C.d) O calor específico na fase líquida da substância vale 1,0 cal/(g . ºC).
  24. 24. Resposta 48Q ml Q m c600 20l 600 20 c 20 600 600l c 20 400l 30cal / g c 1,5cal / g C Letra A
  25. 25. Questão 49(UERJ) Um técnico, utilizando uma fonte t térmica de potênciaeficaz igual a 100W, realizada uma experiência paradeterminar a quantidade de energia necessária para fundircompletamente 100g de chumbo, a partir da temperatura de27ºC.Ele anota os dados da variação da temperatura em função dotempo, ao longo da experiência, e constrói o gráfico a seguir:
  26. 26. Questão 49(Se o chumbo tem calor específico igual a 0,13J/g ºC e calorlatente de fusão igual a 25J/g, então o instante T do gráfico,em segundos, e a energia total consumida, em joules,correspondem respectivamente, a:a) 25 2 2.500b) 39 e 3.900c) 25 3 5.200d) 39 e 6.400
  27. 27. Resposta 49Q m c 3900 tQ 100 0,13 300 100Q 3900J t 39sp Q Q P. t t Q 100.64 6400J 3900100 t Letra D
  28. 28. Questão 50(UERJ) Um recipiente de capacidade térmica desprezívelcontém 1Kg de um líquido extremamente viscoso.Dispara-se um projétil de 2 x 10-2 Kg que, ao penetrar nolíquido, vai rapidamente ao repouso. Verifica-se então que atemperatura do líquido sofre um acréscimo de 3ºC.Sabendo que o calor específico do líquido é 3 J/Kg ºC, calculea velocidade com que o projétil penetra no líquido.
  29. 29. Resposta 50Q m c 9 v² 2Q 13 3 10Q 9J v ² 9 10²Ec Q v 9 10²mv ² 9 2 v 30m / s
  30. 30. Questão 51(UERJ) Um calorímetro de capacidade térmica desprezíveltem uma de suas paredes inclinada como mostra a figura.Um bloco de gelo, a 0ºC, é abandonado a 1,68 x 10-1 m dealtura e desliza até atingir a base do calorímetro, quando pára. Sabendo que o calor latente de fusão do gelo vale 3,36 x 105 J/Kg e considerando g = 10 m/s2, calcule a fração da massa do bloco de gelo que se funde.
  31. 31. Resposta 51Ep m g h 1Ep m 10 1,68 10Ep 1,68mQ ml 51,68m m 3,36 x10 m 1,68 5 m 3,36 x10 m 6 5 x10 m
  32. 32. Módulo 29 ExercíciosResolvidos dePrincipio das Trocas de calor
  33. 33. Questão 52(UNIRIO) Num recipiente adiabático que contém 1,0 litro deágua, colocou-se um bloco de ferro de massa igual a 1,0 Kg.Atingido o equilíbrio térmico, verificou-se que a temperatura daágua aumentou em 50º C, enquanto o bloco se resfriou emalgumas centenas de graus Celsius.Isso ocorreu em virtude da diferença entre suas (seus):a) Capacidade térmicas.b) Densidades.c) Calores latentes.d) Coeficientes de dilatação térmica.e) Coeficientes de condutibilidade térmica.
  34. 34. Resposta 52a) Capacidade térmicas.b) Densidades.c) Calores latentes.d) Coeficientes de dilatação térmica.e) Coeficientes de condutibilidade térmica.
  35. 35. Resposta 52a) Capacidade térmicas.b) Densidades.c) Calores latentes.d) Coeficientes de dilatação térmica.e) Coeficientes de condutibilidade térmica.
  36. 36. Questão 53(UNIRIO) Em um recipiente adiabático são misturados 100 gde líquido A, inicialmente a uma temperatura de 80º C, e 100g de líquido B, inicialmente a uma temperatura de 20º C.Depois de atingido o equilíbrio térmico, a temperatura damistura é de 60º C. Considerando-se CA e CB os caloresespecíficos das substâncias A eB, respectivamente, determine o valor da razão CA / CB.
  37. 37. Resposta 53QA QB 0100 c A ( 20) 100 cB 40 0 2000c A 4000cB 04000cB 2000c AcA 4000 2cB 2000
  38. 38. Questão 54(UNIRIO) Em um recipiente termicamente isolado sãomisturados 100 g de água a 8º C com 200 g de água a 20º C.A temperatura final de equilíbrio será igual a:a) 10º Cb) 14º Cc) 15º Cd) 16ºCe) 20ºC
  39. 39. Resposta 54Q1 Q2 0100 1(T 8) 200 1 (T 20) 0100T 800 200T 4000 0300T 4800 0300T 4800 4800T 300T 16 C Letra D
  40. 40. Questão 55(UNIRIO)Representemos acima o diagrama de variação datemperatura de duas massas de água, m, (inicialmente a 80ºC) e m2 ( inicialmente a 20º C), que foram misturadas em umvaso adiabático,
  41. 41. Questão 55Considerando os dados fornecidos pelos gráficos, podemosafirmar que:a) m1 = 3m2b) m1=m2/2c) m1 = m2/3d) m1 = 2m2e) m1 = m2
  42. 42. Resposta 55Q1 Q2 0m1 1(40 80) m2 1 (40 20) 0m1 ( 40) m2 20 020m2 40m1m2 2m1 m2m1 2 Letra B
  43. 43. Questão 56(UERJ) Uma bolinha de aço a 120º C é colocada sobre umpequeno cubo de gelo a 0º C.Em escala linear, o gráfico que melhor representa avariação, no tempo, das temperaturas da bolinha de aço e docubo de gelo, até alcançarem um estado de equilíbrio, é:
  44. 44. Resposta 56
  45. 45. Resposta 56
  46. 46. Questão 57(UNIFICADO) Em um calorímetro ideal, colocam-se 100 degelo a 0º C com 1000g de água líquida a 0º C. Emseguida, são formuladas três hipóteses sobre o que poderáocorrer com o sistema água + gelo no interior do calorímetro:I – parte do gelo derreterá, diminuindo a massa do bloco degelo;II – parte da água congelará, diminuindo a massa de águalíquida;III – as massas de gelo e de água líquida permanecerãoinalteradas.
  47. 47. Questão 57Assinalando V para hipótese verdadeira e F para hipótesefalsa, a sequência correta será:a) F, F, Fb) F, F, Vc) F, V. Fd) V, F, Fe) V, V, F
  48. 48. Resposta 57Assinalando V para hipótese verdadeira e F para hipótesefalsa, a sequência correta será:a) F, F, Fb) F, F, Vc) F, V. Fd) V, F, Fe) V, V, F
  49. 49. Questão 58(UNIFICADO) Em um calorímetro ideal misturam-se uma certamassa de vapor d’água a 100º C com uma outra massa degelo a O ºC, sob pressão que é mantida normal. Após algunsminutos, estabelece-se o equilíbrio térmico.Dentre as opções abaixo, assinale a única que apresenta umasituação impossível para o equilíbrio térmico. a) Gelo e água a 0ºC.b) Apenas água a 0ºC.c) Apenas água a 50ºCd) Apenas água a 100ºCe) Apenas vapor d’água a 100ºC
  50. 50. Questão 58a) Gelo e água a 0ºC.b) Apenas água a 0ºC.c) Apenas água a 50ºCd) Apenas água a 100ºCe) Apenas vapor d’água a 100ºC
  51. 51. Resposta 58a) Gelo e água a 0ºC.b) Apenas água a 0ºC.c) Apenas água a 50ºCd) Apenas água a 100ºCe) Apenas vapor d’água a 100ºC
  52. 52. Questão 59UFF) Em um recipiente termicamente isolado e decapacidade térmica desprezível, são colocados 50g de gelo a0ºC e um bloco de 50 g de alumínio a 120ºC. Sabe-se que oscalores específicos de alumínio, do gelo e da águavalem, respectivamente, 0,2 cal/g ºC, o,5 cal/g ºC e que ocalor latente de fusão do gelo é 80 cal/g.Uma vez atingido o equilíbrio térmico, é correto afirmar que:a) parte do gelo derreteu e a temperatura é 0ºC;b) parte do gelo derreteu e a temperatura é 20ºC;c) parte do gelo derreteu e a temperatura é 50ºC;d) Todo o gelo derreteu e a temperatura é 0ºC;e) Todo o gelo derreteu e a temperatura é 20ºC;
  53. 53. Resposta 59a) parte do gelo derreteu e a temperatura é 0ºC;b) parte do gelo derreteu e a temperatura é 20ºC;c) parte do gelo derreteu e a temperatura é 50ºC;d) Todo o gelo derreteu e a temperatura é 0ºC;e) Todo o gelo derreteu e a temperatura é 20ºC;
  54. 54. Resposta 59Q mcQ 50 0,2 120Q 1200calQ ml1200 m80 1200m 15 g 80 Letra A
  55. 55. Questão 60(UFRJ) Um calorímetro, consideradoideal, contém, inicialmente, uma certa massa de água àtemperatura de 19.8ºC. Observa-se que, após introduzir nocalorímetro uma massa de gelo a 0ºC, de valor igual a umquarto de massa inicial da água, a temperatura de equilíbriotérmico é 0ºC, com o gelo totalmente derretido. A partir dessesdados, obtenha o calor latente de fusão do gelo. Considere ocalor específico da água igual a 1,0 cal/g ºC.
  56. 56. Resposta 60Q mcQ m 1 19,8Q m 19,8Q ml mQ l 4 m19,8m l 4l 19,8 4l 79,2cal / g
  57. 57. Questão 61(UNIRIO) No café de manhã de uma fábrica, é oferecida aosfuncionários uma certa quantidade de café comleite, misturados, com massas iguais, obtendo-se uma misturaa uma temperatura de 50º C. Supondo que os caloresespecíficos do café e do leite são iguais, indique qual atemperatura que o café deve ter ao ser adicionado aoleite, caso o leite esteja a uma temperatura inicial de 30º C. a) 40ºC d) 70ºC b) 50ºC e) 80ºC c) 60ºC
  58. 58. Resposta 61Qc QL 0m c (50 T ) m c (50 30) 050mc Tmc 20mc 070mc Tmc 070mc TmcT 70 C Letra D
  59. 59. Questão 62(UFF) Assinale a opção que apresenta a afirmativa correta.a) O calor específico de uma substância é sempre constante.b) A quantidade de calor necessária para aquecer uma certa massa de água de 0º C a 5º C é igual à quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma mesma massa de gelo de 0ºC a 5º C.c) Massas iguais de água e alumínio ao receberem a mesma quantidade de calor sofrerão a mesma variação de temperatura.d) Misturando-se água a 10ºC com gelo a 0ºC, a temperatura final de equilíbrio térmico será sempre menor que 10ºC e maior que 0ºC.e) Corpos de massas e materiais diferentes podem ter capacidades térmicas iguais.
  60. 60. Resposta 62a) O calor específico de uma substância é sempre constante.b) A quantidade de calor necessária para aquecer uma certa massa de água de 0º C a 5º C é igual à quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma mesma massa de gelo de 0ºC a 5º C.c) Massas iguais de água e alumínio ao receberem a mesma quantidade de calor sofrerão a mesma variação de temperatura.d) Misturando-se água a 10ºC com gelo a 0ºC, a temperatura final de equilíbrio térmico será sempre menor que 10ºC e maior que 0ºC.e) Corpos de massas e materiais diferentes podem ter capacidades térmicas iguais.
  61. 61. Resposta 62a) O calor específico de uma substância é sempre constante.b) A quantidade de calor necessária para aquecer uma certa massa de água de 0º C a 5º C é igual à quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma mesma massa de gelo de 0ºC a 5º C.c) Massas iguais de água e alumínio ao receberem a mesma quantidade de calor sofrerão a mesma variação de temperatura.d) Misturando-se água a 10ºC com gelo a 0ºC, a temperatura final de equilíbrio térmico será sempre menor que 10ºC e maior que 0ºC.e) Corpos de massas e materiais diferentes podem ter capacidades térmicas iguais.

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