Questões de Concurso Sobre calorimetria em física

Numa fábrica, um operário deixou cair, por engano, uma pedra de gelo de 20 kg a – 10 ^oC dentro de um calorímetro contendo um composto químico líquido que deve ser mantido a 50 ^oC. Para restabelecer a temperatura do líquido em 50 ^oC, injetou-se no calorímetro vapor d’água a 120 ^oC. Considere o calor latente de fusão do gelo 80 cal/g, o latente de condensação do vapor d’água 540 cal/g, o calor específico da água líquida 1 cal/(g^o .C) e os calores específicos do gelo e do vapor d’água ambos iguais a 0,5 cal/(g . ^oC).
A massa do vapor d’água injetado no calorímetro foi

Calcule a resistência térmica e a taxa de transferência de calor através de um painel de janela de vidro (k = 0,81 W/m.K) de 1,5 m de altura, 1,0 m de largura e 0,5 cm de espessura, se a temperatura da superfície externa for de 27°C e a temperatura da superfície interna for de 27,5°C. 

A parede de um forno industrial é construída de tijolo refratário com 0,10 m de espessura, cuja condutividade térmica é de 1,7 W/(m· K). Medidas efetuadas ao longo da operação em regime estacionário revelam temperaturas de 1.500 e 1.350 K nas paredes interna e externa, respectivamente. Qual é a taxa de calor perdida através de uma parede que mede 0,6 m × 1,0 m? 

Dois grupos de estudantes pegaram dois objetos metálicos para fazer alguns testes em um laboratório. O primeiro teste de temperatura demonstrou que os dois metais, quando submetidos a uma mesma fonte de calor pelo mesmo intervalo de tempo, sofrem a mesma variação de temperatura. Pode-se afirmar que os dois metais têm:

Associe as colunas abaixo:

I. Condução.

II. Convecção.

III. Irradiação.

( ) O calor do sol é transmitido por este processo.

( ) Conhecido também por condutibilidade.

( ) Se faz através da circulação do meio transmissor gás ou líquido.

( ) É o processo pelo qual o calor se transmite de matéria para matéria.

( ) Para sua propagação há uma necessidade de um meio físico.

Marque a seqüência correta:

Uma geladeira de isopor com 1,00 m² de área da base e espessura de 4,00 cm possui um coeficiente de condutividade térmico igual a 0,01 W/m×K. Se a temperatura em seu interior está a 2,0 °C, e no exterior, está a 25,0 °C, a quantidade de calor dissipada pela base da geladeira, em um período de 12 horas, é igual a

Em um experimento de calorimetria, 300 g de gelo a -4 °C foram transformados em água a 40 °C usando um ebulidor elétrico, em um intervalo de tempo de 7 minutos. O ebulidor foi conectado a uma fonte de tensão de 130 V. Qual é, aproximadamente, o valor da resistência elétrica do ebulidor, em ohms?

 

Uma janela com 4,0 x 10⁴ cm² de área e 5 mm de espessura, feita de um material que possui coeficiente de condutividade térmica igual a 0,006 W/m°C, separa dois ambientes a temperaturas de 0ºC e 20°C. Considerando que, durante a transferência de calor as temperaturas dos ambientes permaneçam constantes, qual o valor da quantidade de calor, em joules, que atravessa a janela em 1 minuto? Se precisar, admita 1 caloria = 4,0 joules.

Em um calorímetro de capacidade térmica 100 cal/°C, inicialmente a 20°C, são misturados 200 g de água, também a 20°C, e 800 g de gelo, a -20°C. Admitindo-se a não interferência do meio, como pode ser descrito o sistema final obtido no estado de equilíbrio térmico?

Considere os dados:

Calor específico sensível da água no estado líquido: 1 cal/g°C

Calor específico sensível da água nos estados sólido e gasoso: 0,5 cal/g°C

Calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g

Calor latente de solidificação da água: - 80 cal/g

Calor latente de vaporização da água: 540 cal/g

Calor latente de condensação da água: - 540 cal/g

Das afirmações abaixo sobre a forma de transferência de calor por convecção, assinale a alternativa CORRETA.

I- A convecção acontece apenas em liquido e gases.

II- O processo de transferência de calor por convecção pode ocorrer no vácuo, pois não necessita de um meio material para que possa ocorrer.

III- Fenômenos naturais como as brisas marítima e terrestre, ventos e as correntes oceânicas podem ser explicados através da convecção.

Durante as férias no litoral do Piauí, uma estudante de física, percebeu, no seu passeio, que durante o dia a areia da praia sempre estava bem mais quente em relação à água do mar. Durante a noite, ela verificou que ocorria o inverso, a água do mar ficava mais quente do que a areia . Marque a alternativa que explica CORRETAMENTE o motivo da diferença de temperatura entre a areia da praia e a água do mar.

O calor é uma forma de energia sobre a qual é CORRETO afirmar:

Em um calorímetro, contendo 300 ml de água a 20 ^oC, são adicionados 120ml de água a 100 ^oC. A temperatura de equilíbrio térmico atingida é igual a 40 ^oC. Despreze as perdas de calor para o ambiente e considere o calor específico da água igual a 1,0 cal/ g^oC. A capacidade térmica do calorímetro é igual a

A famosa experiência de Joule, na qual o mesmo determina o Equivalente Mecânico do Calor (1 cal = 4,1868 J), está representada na figura abaixo.

(Recorte adaptado de http://ceticismo.net/ciencia-tecnologia/a-termodinamica/8/)

Considerando que Joule deixou cair por 10 (dez) vezes o corpo de massa m de uma altura de 20 cm, num local onde a aceleração da gravidade vale 10m/s² e que os 500 g de água contidos no recipiente absorvem apenas 80% da energia total oriunda das quedas, o valor de m, em kg, sabendo que em todo o processo a água aqueceu de 0,08 ºC, vale:

Considere o calor específico da água: c = 4 J/gºC.

Para aplicarmos o princípio das trocas de calor, um professor no laboratório de Física do IFPA deu a seguinte orientação: Separem num béquer 1 kg de água e aqueçam até 80ºC. Em seguida separem 500g de água na temperatura ambiente e derramem no béquer. Nesse caso, considerando a temperatura ambiente 20ºC, o calor específico da água 1 cal/g.ºC e a capacidade térmica do béquer desprezível, obtemos 1,5kg de água a:

No laboratório de Física do IFPA, um professor, para demonstrar os processos de transmissão de calor, fez a seguinte experiência: Segurou um tubo de ensaio cheio de água fria, pela parte do fundo, mantendo-o de forma inclinada. Aqueceu a parte superior do tubo em uma chama até que a água começou a ferver. O curioso foi o fato que, ainda assim, ele pode segurar o fundo do tubo sem queimá-lo. Analisando a experiência, ela comprova que:

Para uma destilação simples da água, Robson consegue aproveitar 1240 kcal geradas durante a combustão de cada 1 kg de madeira seca. Se o calor de vaporização de água é de 540 kcal /kg e seu calor específico é de 1 kcal / kg °C, a quantidade mínima de madeira necessária para destilar 2 litros de água que inicialmente tem uma temperatura de 20 °C é de, aproximadamente,

A segunda Lei da Termodinâmica afirma que, “para qualquer processo espontâneo, a entropia de um sistema pode apenas aumentar ou permanecer igual, mas nunca diminuir”. Analise as afirmações a seguir:

I O calor pode fluir espontaneamente de uma fonte fria para uma fonte quente.

II O calor pode fluir espontaneamente somente de uma fonte quente para um sorvedouro frio.

III Nenhuma máquina térmica que utiliza o calor de uma fonte quente e converte toda essa energia em trabalho útil pode ser construída.

IV É possível construir uma máquina térmica com 100% de eficiência.

V Não é possível fazer o calor fluir de uma fonte fria para uma fonte quente utilizando um trabalho externo.

De acordo com o enunciado da segunda Lei da Termodinâmica, está correto o que se afirma em