LIVRO FÍSICA VESTIBULAR UFRGS - CAPÍTULO 2 - CALORIMETRIA
Autor: Carlos Leandro de Oliveira | Publicado: 2015-08-06T19:42:00-03:00





1. (UFRGS 1991)&nbsp;


Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas do seguinte texto:









À pressão atmosférica, nitrogênio líquido entra em ebulição a uma temperatura de  -196ºC.   Um grama de nitrogênio líquido, a essa temperatura, comparado com um grama de vapor de nitrogênio, também a  -196ºC, possui .......... energia.   À pressão atmosférica, o ponto de solidificação do mercúrio é  -39ºC.   Quando uma certa quantidade de mercúrio líquido a  -39ºC  é colocado em nitrogênio líquido a  -196ºC, entra em ebulição o .......... e começa a solidificar o .......... .

a)    mais – mercúrio – nitrogêniob)    mais – nitrogênio – mercúrioc)    a mesma – nitrogênio – mercúriod)    menos – mercúrio - nitrogênioe)    menos – nitrogênio – mercúrio




2. (UFRGS 1991)&nbsp;




Tanto energia cinética de translação quanto energia interna  podem ser transferidas de um corpo (ou sistema) para outro.   Essa energia transferida é entendida como um processo, o qual só tem significado físico enquanto estiver ocorrendo.   São exemplos de processos de transferência de energia:&nbsp;




a)    calor e trabalho&nbsp;




b)    massa e carga elétrica&nbsp;



c)    trabalho e massa&nbsp;


d)    calor e massa&nbsp;

e)    calor e carga elétrica


3. (UFRGS 1992) Com 336 kJ de energia pode-se, aproximadamente, I – fundir .......... kg de gelo a  0ºC. II – elevar a temperatura de 1 kg de água de 20ºC para ..........  ºC. III – evaporar .......... kg de água a  100ºC. Dados:   calor de fusão do gelo:   336 J/g. calor específico da água:  4,19 J/gºC. calor de vaporização da água:   2268 J/g. 
Assinale a alternativa que preenche de forma correta as três lacunas, respectivamente.&nbsp;
a)    1 - 100 - 6,75 b)    1000 – 80 – 0,15 c)    1 – 80 – 0,15 d)    1000 – 100 – 6,75 e)    1 – 100 – 0,15 4. (UFRGS 1992) 
No interior de uma geladeira, a temperatura é aproximadamente a mesma em todos os pontos graças à circulação do ar. O processo de transferência de energia causado por essa circulação de ar é denominado&nbsp;
a)    radiação b)    convecção c)    condução d)    compressão e)    reflexão 5. (UFRGS 1994) 
A chama de um bico de Bunsen libera 16 kJ de energia por minuto.   A energia é toda transferida à massa de 0,3 kg de um líquido cujo calor específico é 2,4 kJ/kgºC. Sabendo-se que o ponto de ebulição desse líquido é 80ºC, quanto tempo transcorre, aproximadamente, até que sua temperatura se eleve de 32ºC até o ponto de ebulição?&nbsp;
a)    1296 s b)    130 s c)    13 s d)    2,16 s e)    0,13 s 6. (UFRGS 1995) 
Uma amostra de uma certa substância, contida em recipiente aberto, encontra-se inicialmente no estado sólido a uma temperatura To. Uma quantidade total de energia Q tot  é, então, transferida para a amostra na forma de calor. O gráfico representa qualitativamente (portanto não em escala) as variações de temperatura ocorridas durante a transferência térmica.



Podemos, então, concluir que&nbsp;

a)    no trecho  AB  a substância está sofrendo uma mudança de fase.&nbsp;

b)    no trecho  BC  a substância toda encontra-se no estado líquido.&nbsp;

c)    nos trechos  BC  e  DE  nenhum calor foi transferido para a substância.&nbsp;

d)    no trecho  DE  parte da substância encontra-se no estado sólido.&nbsp;

e)    no trecho  DE  parte da substância encontra-se no estado gasoso.&nbsp;



7. (UFRGS 1995)&nbsp;

Em um recipiente fechado, misturam-se duas porções iguais de água com capacidade térmica de  2  kJ/ºC  cada e a temperaturas iniciais diferentes. Se não ocorresse transferência de energia para o recipiente e para o meio, a temperatura de equilíbrio da mistura seria  30ºC, mas o resultado obtido foi de  28ºC. Quanta energia foi transferida da água para a sua vizinhança, na forma de calor ?&nbsp;

a)    4 kJ&nbsp;

b)    8 kJ&nbsp;

c)    20 kJ&nbsp;

d)    56 kJ&nbsp;

e)    60 kJ&nbsp;



8. (UFRGS 1995)&nbsp;

Analise cada uma das afirmações e indique se é verdadeira (V)  ou falsa (F):&nbsp;

(     ) A irradiação térmica é o único modo de propagação de calor no vácuo.&nbsp;

(    ) Na condução de calor, a energia propaga-se passando de átomo (ou molécula) para átomo (ou molécula).&nbsp;

(     ) A convecção é um processo de propagação de calor que ocorre em qualquer estado da matéria.&nbsp;



Quais são, pela ordem, as indicações corretas?&nbsp;

a)    V – F – F&nbsp;

b)    F – V – F&nbsp;

c)    F – F – V&nbsp;

d)    F – V – V&nbsp;

e)    V – V – F&nbsp;



9. (UFRGS 1996)&nbsp;

Analise as seguintes afirmações.&nbsp;

I - É possível que um sistema absorva calor e a sua temperatura baixe.&nbsp;

II - É possível que um sistema não absorva ou ceda calor e a sua temperatura varie.&nbsp;

III - Mesmo que sejam deixados durante muito tempo no interior do congelador de um refrigerador, dois objetos, um de alumínio e o outro de plástico, não poderão atingir a mesma temperatura.&nbsp;



Quais afirmações estão corretas?&nbsp;

a) Apenas I.&nbsp;

b) Apenas II.&nbsp;

c) Apenas III.&nbsp;

d) Apenas I e II.&nbsp;

e) Apenas II e III.&nbsp;



10. (UFRGS 1996)&nbsp;

Para que dois corpos possam trocar calor é necessário que&nbsp;

I - estejam a diferentes temperaturas.&nbsp;

II - tenham massas diferentes.&nbsp;

III - exista um meio condutor de calor entre eles.&nbsp;



Quais são as afirmações corretas?&nbsp;

a) Apenas I.&nbsp;

b) Apenas II.&nbsp;

c) Apenas I e II.&nbsp;

d) Apenas I e III.&nbsp;

e) I, II e III&nbsp;



11. (UFRGS 1996)&nbsp;

Um cubo de gelo com massa de 2 kg, já na temperatura de fusão da água, está inicialmente em repouso a 10 m acima de uma superfície rígida. Ele cai livremente e se choca com esta superfície. Qual é, aproximadamente, a máxima massa de gelo que pode se fundir nesse processo? Dados: Calor de fusão do gelo = 80 cal/g; 1 cal = 4,18 J; g = 10m/s².&nbsp;

a) 0,2 g&nbsp;

b) 0,6 g&nbsp;

c) 1,0 g&nbsp;

d) 1,2 g&nbsp;

e) 1,5 g&nbsp;



12. (UFRGS 1997)&nbsp;

Uma amostra de certa substância sólida está contida em um recipiente e recebe calor de uma fonte térmica, a uma taxa constante em relação ao tempo. O gráfico representa, de forma qualitativa, a variação da temperatura (T) da amostra em função do tempo (t), entre os instantes ta e tf.



Em qual dos intervalos assinalados no gráfico a amostra passa gradativamente do estado sólido para o estado líquido?&nbsp;

a) ta =&gt; tb&nbsp;

b) tb =&gt; tc&nbsp;

c) tc =&gt; td&nbsp;

d) td =&gt; te&nbsp;

e) te =&gt; tf&nbsp;





13. (UFRGS 1998)&nbsp;


A mesma quantidade de energia que é necessária para derreter 200g de gelo 0°C é transferida a um corpo de outro material, com massa de 2kg, fazendo sua temperatura aumentar 40°C. Sabendo-se que o calor latente de fusão do gelo é L=334kJ/kg, pode-se afirmar que o calor específico do material do segundo corpo é&nbsp;




a) 0,835 J/(kg K)&nbsp;




b) 1,670 J/(kg K)&nbsp;




c) 0,835 kJ/(kg K)&nbsp;



d) 1,670 kJ/(kg K)&nbsp;


e) 835,0 kJ/(kg K)&nbsp;



14. (UFRGS 1999)&nbsp;



Dois cubos, A  e  B, maciços e homogêneos, são feitos de um mesmo metal e têm arestas que medem, respectivamente, 1 cm  e  2 cm.&nbsp;

Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do parágrafo abaixo.&nbsp;

Nas mesmas condições de temperatura e pressão, os dois cubos têm valores .......... de calor específico, têm valores .......... de calor latente de fusão e, quando colocados na ordem AB, ficam em ordem .......... de capacidade térmica.&nbsp;



a) diferentes - diferentes - crescente.&nbsp;

b) diferentes - diferentes - decrescente.&nbsp;

c) iguais - iguais - decrescente.&nbsp;

d) iguais - iguais - crescente.&nbsp;

e) iguais - diferentes - crescente.&nbsp;



15. (UFRGS 2000)&nbsp;



A seguir são feitas três afirmações sobre processos termodinâmicos envolvendo transferência de energia de um corpo para outro.&nbsp;

I- A radiação é um processo de transferência de energia que NÃO ocorre se os corpos estiverem no vácuo.&nbsp;

II- A convecção é um processo de transferência de energia que ocorre em meios fluidos.&nbsp;

III- A condução é um processo de transferência de energia que NÃO ocorre se os corpos estiverem à mesma temperatura.&nbsp;



Quais estão corretas?&nbsp;

a) Apenas I.&nbsp;

b) Apenas II.&nbsp;

c) Apenas III.&nbsp;

d) Apenas I e II.&nbsp;

e) Apenas II e III.&nbsp;



16. (UFRGS 2000)&nbsp;

Um sistema consiste em um cubo de 10g de gelo, inicialmente à temperatura de 0°C. Esse sistema passa a receber calor proveniente de uma fonte térmica e, ao fim de algum tempo, está transformado em uma massa de 10g de água a 20°C. Qual foi a quantidade de energia transferida ao sistema durante a transformação?&nbsp;

[Dados: calor de fusão do gelo = 334,4J/g; calor específico da água = 4,18J/(g.°C)]&nbsp;

a)  418 J&nbsp;

b)  836 J&nbsp;

c)  4,18 kJ&nbsp;

d)  6,77 kJ&nbsp;

e)  8,36 kJ&nbsp;



17. (UFRGS 2001)&nbsp;

Uma mistura de gelo e água em estado líquido, com massa total de 100 g, encontra-se à temperatura de 0°C.  Um certo tempo após receber 16.000J de calor, a mistura acha-se completamente transformada em água líquida a 20°C. Qual era, aproximadamente, a massa de gelo contida na mistura inicial? [Dados: Calor de fusão do gelo = 334,4 J/g; calor específico da água = 4,18 J/(g.°C)].&nbsp;

a)  22,8 g&nbsp;

b)  38,3 g&nbsp;

c)  47,8 g&nbsp;

d)  72,8 g&nbsp;

e)  77,2 g&nbsp;



18. (UFRGS 2001)&nbsp;



Calor é absorvido por uma amostra de certa substância, em condições nas quais sua massa é mantida constante e é nulo o trabalho realizado pela amostra. O gráfico a seguir representa, em unidades arbitrárias, o calor (Q) absorvido pela amostra, como função da variação de temperatura (∆T) que este calor provoca na mesma.



Analise as seguintes afirmações, referentes a esse gráfico.&nbsp;



I - O calor específico da substância tem um valor constante na etapa entre A e B e outro valor constante na etapa entre C e D, sendo menor na etapa entre A e B.&nbsp;

II - O calor específico da substância tem valor crescente tanto na etapa entre A e B como na etapa entre C e D.&nbsp;

III - A linha vertical que aparece no gráfico entre os pontos B e C indica que nessa etapa a amostra sofre uma mudança de estado.&nbsp;



Quais estão corretas?&nbsp;

a) Apenas I.&nbsp;

b) Apenas II.&nbsp;

c) Apenas III.&nbsp;

d) Apenas I e III.&nbsp;

e) Apenas II e III.&nbsp;



19. (UFRGS 2002)&nbsp;

Uma barra de gelo de 1 kg, que se encontrava inicialmente à temperatura de -10 °C, passa a receber calor de uma fonte térmica e, depois de algum tempo, acha-se totalmente transformada em água a 10 °C. Seja Qg a quantidade de calor necessária para o gelo passar de -10 °C a 0 °C, Qf a quantidade de calor necessária para fundir totalmente o gelo e Qa a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura da água de 0 °C até 10 °C.





Considerando os dados da tabela acima, assinale a alternativa na qual as quantidades de calor Qg, Qf e Qa estão escritas em ordem crescente de seus valores, quando expressos numa mesma unidade.&nbsp;

a) Qg, Qf, Qa&nbsp;

b) Qg, Qa, Qf&nbsp;

c) Qf, Qg, Qa&nbsp;

d) Qf, Qa, Qg&nbsp;

e) Qa, Qg, Qf&nbsp;



20. (UFRGS 2002)&nbsp;



O calor específico de certa amostra de gás é igual a 1kJ/(kg.°C). Qual das alternativas expressa corretamente esse valor nas unidades J/(g.K)?&nbsp;

a)  3,66x10-3.&nbsp;

b)  1.&nbsp;

c)  10.&nbsp;

d)  273,16.&nbsp;

e)  103.&nbsp;



21. (UFRGS 2004)&nbsp;

Uma determinada quantidade de calor é fornecida a uma amostra formada por um bloco de 1 kg de gelo, que se encontra inicialmente a -50 °C, até que toda a água obtida do gelo seja completamente vaporizada.&nbsp;



O gráfico a seguir representa a variação de temperatura da amostra e a quantidade mínima de calor necessária para completar cada uma das transformações sofridas pela amostra.





Nos estágios de fusão e de vaporização registrados no gráfico, quais são, respectivamente, o calor latente de fusão do gelo e o calor latente de vaporização da água, expressos em J/g?&nbsp;

a) 105 e 335.&nbsp;

b) 105 e 420.&nbsp;

c) 105 e 2.360.&nbsp;

d) 335 e 420.&nbsp;

e) 335 e 2.360.&nbsp;



22. (UFRGS 2004)&nbsp;

Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que elas aparecem.&nbsp;



Quando um corpo mais quente entra em contato com um corpo mais frio, depois de certo tempo ambos atingem a mesma temperatura. O que será que "passa" de um corpo para o outro quando eles estão a diferentes temperaturas? Será que é transferida a própria temperatura?&nbsp;



Em 1770, o cientista britânico Joseph Black obteve respostas para essas questões. Ele mostrou que, quando misturamos partes iguais de um líquido (leite, por exemplo) a temperaturas iniciais diferentes, as temperaturas de ambas as partes ........ significativamente; no entanto, se derramarmos um copo de leite morno num balde cheio de água a 0 °C e com vários cubos de gelo fundente, e isolarmos esse sistema como um todo, a temperatura do leite sofrerá uma mudança significativa, mas a temperatura da mistura de água e gelo não. Com esse simples experimento, fica confirmado que "aquilo" que é transferido neste processo ........ a temperatura.&nbsp;



A fim de medir a temperatura da mistura de gelo e água, um termômetro, inicialmente à temperatura ambiente, é introduzido no sistema e entra em equilíbrio térmico com ele. Nesse caso, o termômetro ........ uma variação em sua própria temperatura.&nbsp;



a) mudam - não é - sofre&nbsp;

b) não mudam - é - sofre&nbsp;

c) mudam - não é - não sofre&nbsp;

d) mudam - é - não sofre&nbsp;

e) não mudam - é - não sofre&nbsp;



23. (UFRGS 2005)&nbsp;



0 gráfico a seguir representa as variações de temperatura ∆T, em função do calor absorvido Q, sofridas por dois corpos, A e B, de massas mA e mB e calores específicos cA e cB, respectivamente.



Nesse caso, pode-se afirmar que a razão cA/cB é igual a&nbsp;

a) 4mB / mA.&nbsp;

b) 2mB / mA.&nbsp;

c) mB / mA.&nbsp;

d) mB / (2mA).&nbsp;

e) m3 / (4mA).&nbsp;



24. (UFRGS 2006)&nbsp;



À temperatura ambiente, que volume de ferro apresenta a mesma capacidade térmica de um litro de água?&nbsp;

(Considere que, à temperatura ambiente, a capacidade térmica de um litro de água é 4.200 J/°C, o calor específico do ferro é 0, 5 J/g . °C e a massa específica do ferro é 8 g/cm3.)&nbsp;

a) 0, 95 ℓ.&nbsp;

b) 1, 00 ℓ.&nbsp;

c) 1, 05 ℓ.&nbsp;

d) 1, 25 ℓ.&nbsp;

e) 1, 50 ℓ.&nbsp;



25. (UFRGS 2007)&nbsp;



Qual a quantidade de calor necessária para transformar 10 g de gelo à temperatura de 0 °C em vapor à temperatura de 100 °C? (Considere que o calor específico da água é Ca = 4,2 J/g.°C, o calor de fusão do gelo é Lg = 336 J/g e o calor de vaporização da água é Lv = 2 268 J/g.)&nbsp;

a) 4 200 J.&nbsp;

b) 7 560 J.&nbsp;

c) 22 680 J.&nbsp;

d) 26 040 J.&nbsp;

e) 30 240 J.&nbsp;



TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:&nbsp;



Dois cubos metálicos com dimensões idênticas, um de ouro (A), outro de chumbo (B), estão sobre uma placa aquecedora, inicialmente em temperatura ambiente.&nbsp;



A tabela a seguir apresenta algumas das propriedades térmicas desses dois materiais.






26. (UFRGS 2008)&nbsp;

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir, na ordem em que aparecem.&nbsp;



Em outro experimento, a cada um dos cubos é fornecida, independentemente, a mesma quantidade de calor. A temperatura final do cubo A será __________ que a do B e a variação de energia interna dos cubos será _________.&nbsp;

a) maior - positiva&nbsp;

b) maior - negativa&nbsp;

c) maior - zero&nbsp;

d) menor - zero&nbsp;

e) menor - positiva&nbsp;



27. (UFRGS 2008)&nbsp;

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir, na ordem em que aparecem.&nbsp;



No topo de cada cubo é colocada uma cabeça de fósforo que fica em contato direto com o cubo. Os dois cubos são aquecidos a uma temperatura final levemente superior à de ignição do fósforo.&nbsp;



Com base nos dados da tabela, conclui-se que o fósforo acenderá primeiro no cubo ________ e que a aresta do cubo A será _________ do cubo B no estado de equilíbrio térmico.&nbsp;

a) A - menor que a&nbsp;

b) A - maior que a&nbsp;

c) B - maior que a&nbsp;

d) B - menor que a&nbsp;

e) A - igual à&nbsp;



28. (UFRGS 2010)&nbsp;

Considere as afirmações a seguir, referentes aos três processos de transferência de calor.&nbsp;

I. A radiação pode ser refletida pelo objeto que a recebe.&nbsp;

II. A condução ocorre pela propagação de oscilações dos constituintes de um meio material.&nbsp;

III. A convecção ocorre apenas em fluidos.&nbsp;



Quais estão corretas?&nbsp;

a) Apenas I.&nbsp;

b) Apenas III.&nbsp;

c) Apenas I e II.&nbsp;

d) Apenas II e III.&nbsp;

e) I, II e III.&nbsp;



29. (UFRGS 2010)&nbsp;

Um corpo de alumínio e outro de ferro possuem massas mAl e mFe respectivamente. Considere que o calor específico do alumínio é o dobro do calor específico do ferro.&nbsp;



Se os dois corpos, ao receberem a mesma quantidade de calor Q, sofrem a mesma variação de temperatura ∆T, as massas dos corpos são tais que&nbsp;

a) mAl = 4mFe.&nbsp;

b) mAl = 2mFe.&nbsp;

c) mAl = mFe.&nbsp;

d) mAl = mFe/2.&nbsp;

e) mAl = mFe/4.&nbsp;



30. (UFRGS 2011)&nbsp;

Uma mesma quantidade de calor Q é fornecida a massas iguais de dois líquidos diferentes, 1 e 2. Durante o aquecimento, os líquidos não alteram seu estado físico e seus calores específicos permanecem constantes, sendo tais que c1 = 5c2

Na situação acima, os líquidos 1 e 2 sofrem, respectivamente, variações de temperatura&nbsp;ΔT1&nbsp;e&nbsp;ΔT2&nbsp;&nbsp;, tais que ΔT1&nbsp;&nbsp;é igual a&nbsp;



&nbsp;

















31. (UFRGS 2011)&nbsp;



Uma amostra de uma substância encontra-se, inicialmente, no estado sólido na temperatura . Passa, então, a receber calor até atingir a temperatura final , quando toda a amostra já se transformou em vapor.&nbsp;



O gráfico abaixo representa a variação da temperatura T da amostra em função da quantidade de calor Q por ela recebida.





Considere as seguintes afirmações, referentes ao gráfico.&nbsp;




I. T1 e T2 são, respectivamente, as temperaturas de fusão e de vaporização da substância.&nbsp;




II. No intervalo X, coexistem os estados sólido e líquido da substância.&nbsp;




III. No intervalo Y, coexistem os estados sólido, líquido e gasoso da substância.&nbsp;






Quais estão corretas?&nbsp;

a) Apenas I.&nbsp;

b) Apenas II.&nbsp;

c) Apenas III.&nbsp;

d) Apenas I e II.&nbsp;

e) I, II e III.&nbsp;



32. (UFRGS 2012)&nbsp;



Em um calorímetro são colocados 2,0 kg de água, no estado líquido, a uma temperatura de 0 °C. A seguir, são adicionados 2,0 kg de gelo, a uma temperatura não especificada. Após algum tempo, tendo sido atingido o equilíbrio térmico, verifica-se que a temperatura da mistura é de 0 ºC e que a massa de gelo aumentou em 100 g.&nbsp;



Considere que o calor específico do gelo (c = 2,1 kJ/kg.°C) é a metade do calor específico da água e que o calor latente de fusão do gelo é de 330 kJ/kg; e desconsidere a capacidade térmica do calorímetro e a troca de calor com o exterior.&nbsp;



Nessas condições, a temperatura do gelo que foi inicialmente adicionado à água era, aproximadamente,&nbsp;

a) 0 °C.&nbsp;

b) - 2,6 °C.&nbsp;

c) - 3,9 °C.&nbsp;

d) - 6,1 °C.&nbsp;

e) - 7,9 °C.&nbsp;



33. (UFRGS 2012)&nbsp;



O gráfico a seguir representa o calor absorvido por unidade de massa, Q/m, em função das variações de temperatura ∆T para as substâncias ar, água e álcool, que recebem calor em processos em que a pressão é mantida constante.





(Considere que os valores de calor específico do ar, do álcool e da água são, respectivamente, 1,0 kJ/kg.°C, 2,5 kJ/kg.°C e 4,2 kJ/kg.°C.)&nbsp;



Com base nesses dados, é correto afirmar que as linhas do gráfico identificadas pelas letras X, Y e Z, representam, respectivamente,&nbsp;

a) o ar, o álcool e a água.&nbsp;

b) o ar, a água e o álcool.&nbsp;

c) a água, o ar e o álcool.&nbsp;

d) a água, o álcool e o ar.&nbsp;

e) o álcool, a água e o ar.




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