Revisão - Calorimetria
Autor: Prof. Davi Oliveira | Publicado: 2015-03-28T23:38:00-03:00


Forte abraço e bons estudos.







1°) (UERJ) Duas
chaleiras idênticas, que começam a apitar no momento em que a água nelas
contida entra em ebulição, são colocadas de duas formas distintas sobre o fogo,
como indica a figura:







Em um dado
momento, em que ambas já estavam apitando, as chamas foram apagadas
simultaneamente.
Assim, a situação relativa ao tempo de duração dos apitos das chaleiras e a
explicação física do fenômeno estão descritas na seguinte alternativa:


a) A chaleira I continuará apitando por mais tempo, pois a placa metálica está
mais quente do que a água.

b) Ambas as
chaleiras deixam de apitar no mesmo instante, pois as chamas foram apagadas
simultaneamente.

c) Ambas as
chaleiras deixam de apitar no mesmo instante, pois a temperatura a água nas
duas é a mesma.

d) A chaleira II
continuará apitando por mais tempo, pois a capacidade térmica do metal é menor
do que a da água.



Gabarito: A placa metálica e a chaleira
irão continuar trocando calor. 



Letra A.




2°)
(UERJ) O calor específico da água é da ordem de 1,0 cal/g°C e seu calor latente
é igual a 80 cal/g. Para transformar 200g de gelo a 0°C em água a 30°C, a
quantidade de energia necessária, em quilocalorias, equivale a:






a) 8

b) 11

c) 22



d) 28



















6.000+16000 = 22.000 ou 22kcal
Letra C.




3°)
(UERJ) Suponha que uma pessoa precise de 2400 kcal/dia para suprir suas
necessidades de energia. Num determinado dia, essa pessoa, além de executar
suas atividades regulares, caminhou durante 1 hora. A energia gasta nesta
caminhada é a mesma necessária para produzir um aumento de temperatura de 80°C
em 3kg de água.



Considere
o calor específico da água igual a 1 cal/g°C.




A
necessidade de energia dessa pessoa, no mesmo dia, em kcal, equivale a:




a)
2480



b)
2520



c)
2600



d)
2640


























4°)
(ENEM) A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode ser
utilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por sua vez,
será convertida em energia elétrica.





Na
figura a abaixo está representado um esquema básico de uma usina nuclear.















Com
relação ao impacto ambiental causado pela poluição térmica no processo de
refrigeração da usina nuclear, são feitas as seguintes afirmações:







<!--[if !supportLists]-->I)&nbsp;O aumento na temperatura reduz, na água
do rio, a quantidade de oxigênio nela dissolvido, que é essencial para a vida
aquática e para a decomposição da matéria orgânica.



<!--[if !supportLists]-->II)&nbsp;O aumento da temperatura da água
modifica o metabolismo dos peixes.



<!--[if !supportLists]-->III)&nbsp;O aumento na temperatura da água diminui
o crescimento de bactérias e de algas, favorecendo o desenvolvimento da
vegetação.







Das
afirmativas acima, somente está(ão) correta(s):







a)
I



b)
II



c)
III



d)
I e II



e)
II e III







Gabarito: Letra D.









5°)
(PUC) Um calorímetro contém 500 gramas de água a uma temperatura de 20°C.
Despreze o calor recebido pelo calorímetro. Fornecendo-se à água uma quantidade
de calor de 20.000 cal, obtém-se no calorímetro:













a)
400g de água a 100°C e 100g de vapor de água a 100°C



b)
300g de água a 100°C e 200g de vapor de água a 120°C



c)
500g de água a 40°C



d)
500g de água a 60°C





e)
500g de água a 80°C




































Letra D.







6°)
(UERJ) Um adulto ao respirar durante um minuto, inspira, em média, 8,0 litros
de ar a 20°C, expelindo-os a 37°C. Admita que o calor específico e a densidade
do ar sejam, respectivamente, iguais a 0,24 cal/g°C e 1,2 g/L. Nessas
condições, a energia mínima, em quilocalorias, gasta pelo organismo apenas no
aquecimento do ar, durante 24 horas, é, aproximadamente, igual a:







a)
15,4



b)
35,6



c)
56,4



d)
75,5




































Letra C

7°)
(UFF) Uma tigela de alumínio com 180g de massa contém 90g de água a 0°C em
equilíbrio térmico. Fornecendo-se calor igual a 18 kcal ao sistema, eleva-se a
temperatura deste a 100°C, iniciando-se a ebulição.







Dados:




-
Calor específico da água = 1 cal/g°C



-
Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g



-
Calor específico do alumínio = 0,2 cal/g°C







Nestas
circunstâncias, a massa de água que vaporiza é:







a)
20g



b)
5g



c)
15g



d)
10g



e)
25g







Resolução:





18000 = Q1+Q2+Q3







18000 = 180.0,2(100)
+ 90.1.100 + m.540







18000 = 3600 + 9000
+ 540m







5400 = 540m







m = 10g










Letra D.








8°)
(ITA) Cinco gramas de carbono são queimados dentro de um calorímetro de
alumínio, resultando o gás <!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:12.0pt;mso-ansi-font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;
   font-family:"Cambria Math","serif";mso-ascii-font-family:"Cambria Math";
   mso-hansi-font-family:"Cambria Math";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>CO<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>2<![endif]--><!--[if !msEquation]-->
 
 
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
 
 
 

 
<!--[endif]-->. A massa do calorímetro é de 1000g e há
1500g de água dentro dele. A temperatura inicial do sistema era de 20°C e a
final de 43°C.




Calcule
o calor produzido, em kcal, por grama de carbono.











Despreze
a pequena capacidade térmica calorífica do carbono e do dióxido de carbono. 







a)
7,9



b) 10,8



c)
39



d)
57,5





e)
11,5































9°)
(FUVEST) Em uma panela aberta, aquece-se água, observando-se uma variação da
temperatura da água com o tempo, como indica o gráfico abaixo.








Desprezando-se
a evaporação antes da fervura, em quanto tempo, a partir do começo da ebulição,
toda a água terá se esgotado? (Considere que o calor de vaporização da água é
igual a 540 cal/g).







a)
18 minutos



b)
27 minutos



c)
36 minutos



d)
45 minutos





e)
54 minutos











































10°)
(UFF) Num recipiente com 1,0.10²g de água a 50,0°C é colocado num bloco de gelo
de 50g a -10,0°C. A capacidade térmica do recipiente é desprezível e o sistema
(gelo + recipiente + água) está termicamente isolado. Sabendo-se que:







<!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:12.0pt;mso-ansi-font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;
   font-family:"Cambria Math","serif";mso-ascii-font-family:"Cambria Math";
   mso-hansi-font-family:"Cambria Math";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>c<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>gelo<![endif]--><!--[if !msEquation]--><!--[endif]-->cgelo&nbsp;= 0,5 cal/g°C



<!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:12.0pt;mso-ansi-font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;
   font-family:"Cambria Math","serif";mso-ascii-font-family:"Cambria Math";
   mso-hansi-font-family:"Cambria Math";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>c<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>H<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span lang=EN-US style='font-size:12.0pt;
   line-height:115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:
   "Times New Roman";mso-ansi-language:EN-US'>20<![endif]--><!--[if !msEquation]--><!--[endif]-->cágua&nbsp;= 1,0 cal/g°C



<!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:12.0pt;mso-ansi-font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;
   font-family:"Cambria Math","serif";mso-ascii-font-family:"Cambria Math";
   mso-hansi-font-family:"Cambria Math";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>L<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>fusão
    (gelo)<![endif]--><!--[if !msEquation]--><!--[endif]-->Lfusão&nbsp;= 80,0 cal/g







Pode-se
afirmar que a temperatura de equilíbrio térmico é igual a: 







a)
5,0°C



b)
6,0°C



c)
7,5°C



d)
8,3°C





e)
32,0°C
















































11°)
(ENEM) Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barro
(moringas ou potes de cerâmica não esmaltada) para conservar água a uma
temperatura menor do que a do ambiente.&nbsp;
Isso ocorre porque:







a)
o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sempre a uma temperatura menor que
a dele, como se fosse isopor.



b)
o barro tem poder de "gelar" a água pela sua composição química. Na
reação, a água perde calor.



c)
o barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água
evapora, tomando calor da moringa e do restante da água, que são, assim,
resfriadas.



d)
o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na parte de fora da
moringa. A água de fora sempre está a uma temperatura maior que a de dentro.



e)
a moringa é uma espécie de uma geladeira natural, liberando substâncias
higroscópicas que diminuem naturalmente a temperatura da água.







Gabarito: Letra C.









12°)
(UERJ) A tabela abaixo mostra apenas alguns valores, omitindo outros, para 3
grandezas associadas a cinco diferentes objetos sólidos:


- massa;

- calor específico;

- energia recebida ao sofrer um aumento de temperatura de 10°C.





















A
alternativa que indica, respectivamente, o objeto de 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



c)
II, IV e V





d)
II, V e IV



























13°)
(UERJ) Considere duas amostras, X e Y, de materiais distintos, sendo a massa de
X igual a quatro vezes a massa de Y. As amostras foram colocadas em um
calorímetro e, após o sistema atingir o equilíbrio térmico, determinou-se que a
capacidade térmica de X corresponde ao dobro da capacidade térmica de Y.
Admita
que Cx&nbsp;e 
 
&nbsp;Cy&nbsp;sejam os calores específicos, respectivamente,
de X e Y. A razão Cx/Cy&nbsp;é
dada por:






a)
1/4



b)
1/2



c)
1





d)
2























14°)
(UERJ) Em um laboratório, as amostras X e Y, compostas do mesmo material, foram
aquecidas a partir da mesma temperatura inicial até determinada temperatura
final.



Durante
o processo de aquecimento, a amostra X absorveu uma quantidade de calor maior
que a amostra Y.





Considerando
essas amostras, as relações entre os calores específicos cx&nbsp;<!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:12.0pt;mso-ansi-font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;
   font-family:"Cambria Math","serif";mso-ascii-font-family:"Cambria Math";
   mso-hansi-font-family:"Cambria Math";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>c<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>X<![endif]--><!--[if !msEquation]-->
e cy<!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:12.0pt;mso-ansi-font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;
   font-family:"Cambria Math","serif";mso-ascii-font-family:"Cambria Math";
   mso-fareast-font-family:"Times New Roman";mso-fareast-theme-font:minor-fareast;
   mso-hansi-font-family:"Cambria Math";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-fareast-font-family:"Times New Roman";
   mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>c<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-fareast-font-family:"Times New Roman";
   mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>Y<![endif]--><!--[if !msEquation]--><!--[endif]-->, as capacidades térmicas Cx<!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:12.0pt;mso-ansi-font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;
   font-family:"Cambria Math","serif";mso-ascii-font-family:"Cambria Math";
   mso-fareast-font-family:"Times New Roman";mso-fareast-theme-font:minor-fareast;
   mso-hansi-font-family:"Cambria Math";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-fareast-font-family:"Times New Roman";
   mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>C<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-fareast-font-family:"Times New Roman";
   mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>X<![endif]--><!--[if !msEquation]--><!--[endif]-->&nbsp;e Cy<!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:12.0pt;mso-ansi-font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;
   font-family:"Cambria Math","serif";mso-ascii-font-family:"Cambria Math";
   mso-fareast-font-family:"Times New Roman";mso-fareast-theme-font:minor-fareast;
   mso-hansi-font-family:"Cambria Math";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-fareast-font-family:"Times New Roman";
   mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>C<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-fareast-font-family:"Times New Roman";
   mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>Y<![endif]--><!--[if !msEquation]--><!--[endif]-->&nbsp;e
as massas mx<!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:12.0pt;mso-ansi-font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;
   font-family:"Cambria Math","serif";mso-ascii-font-family:"Cambria Math";
   mso-hansi-font-family:"Cambria Math";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>m<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>X<![endif]--><!--[if !msEquation]--><!--[endif]-->&nbsp;e my<!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:12.0pt;mso-ansi-font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;
   font-family:"Cambria Math","serif";mso-ascii-font-family:"Cambria Math";
   mso-fareast-font-family:"Times New Roman";mso-fareast-theme-font:minor-fareast;
   mso-hansi-font-family:"Cambria Math";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-fareast-font-family:"Times New Roman";
   mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>m<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:12.0pt;line-height:
   115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-fareast-font-family:"Times New Roman";
   mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-bidi-font-family:"Times New Roman"'>Y<![endif]--><!--[if !msEquation]--><!--[endif]-->&nbsp;são descritas por:




















Gabarito: Letra A.



15°)
(ENEM) Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de
forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem
corrente, 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 fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior
com menor temperatura do que a dele.






Gabarito: Letra A.




16°)
(ENEM) O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso
planeta. Essa energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e
convertida posteriormente em trabalho útil. Considere determinada região cuja insolação —
potência solar incidente na superfície da Terra — seja de 800 watts/m2.



Uma
usina termossolar utiliza concentradores solares parabólicos que chegam a
dezenas de quilômetros de extensão. Nesses coletores solares parabólicos, a luz
refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor em
forma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400 °C. O calor desse
óleo é transferido para a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta
pressão movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica.











Considerando que a distância entre a borda
inferior e a borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que
focaliza no receptor os 800 watts/m2&nbsp;de radiação provenientes do Sol, e que o calor
específico da água é 1 cal. g-1 . ºC-1 = 4.200 J/kg°C , então o comprimento
linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1m3
(equivalente a 1 t) de água de 20 °C para 100 °C, em uma hora, estará entre:







a)
15 m e 21 m



b)
22 m e 30 m



c)
105 m e 125 m



d)
680 m e 710 m



e)
6.700 m e 7.150 m



























17°)
(FUVEST) O processo de pasteurização do leite consiste em aquecê-lo a altas
temperaturas por alguns segundos, e resfriá-lo em seguida. Para isso, o leite
percorre um sistema em fluxo constante, passando por três etapas:





I) O leite entra no
sistema (através de A), a 5°C, sendo aquecido (no trocador de calor B) pelo
leite que já foi pasteurizado e está saindo do sistema. 



II)
Em seguida, completa-se o aquecimento do leite, através da resistência R, até
que ele atinja 80°C. Com essa temperatura, o leite retorna a B. 



III)
Novamente em B, o leite quente é resfriado pelo leite frio que entra por A,
saindo do sistema (através de C), a 20°C.











Em
condições de funcionamento estáveis, e supondo que o sistema seja bem isolado
termicamente, pode-se afirmar que a temperatura indicada pelo termômetro T, que
monitora temperatura do leite na saída de B, é, aproximadamente, de:







a)
20°C



b)
25°C



c)
60°C



d)
65°C





e)
75°C






















18°)
(UNIESP) 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, 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



b)
65,0 e 74,9



c)
55,0 e 64,9



d)
45,0 e 54,9





e)
35,0 e 44,9































19°) Um calorímetro contém 90g de água à temperatura ambiente de 25°C. Coloca-se em seu interior um bloco de ferro de massa 100g e temperatura de 90°C. Atingindo o equilíbrio térmico, o termômetro acusa 30°C. Sabendo que os calores específicos da água e do ferro são. respectivamente, 1cal/g°C e 0,11cal/g°C, calcule a capacidade térmica do calorímetro.


Resolução:












20°)
(FATEC) Um Frasco contém 20g de água a 0°C. Em seu interior é colocado um
objeto de 50g de alumínio a 80°C. Os Calores específicos de água e do alumínio
são respectivamente 1,0 cal/g°C e 0,10 cal/g°C.



Supondo
não haver trocas de calor com om frasco e com o meio ambiente, a temperatura de
equilíbrio desta mistura será:







a)
60°C



b)
16°C



c)
40°C





d)
32°C