Questões de Concurso Comentadas sobre calorimetria em física

Um ebulidor é um aparelho que funciona por efeito joule. Quando ligado em 110V e colocado dentro de um béquer contendo 0,5 kg de água a uma temperatura de 20ºC, consegue elevar a temperatura dessa amostra para 80ºC em 4,0 minutos.
Dados: • calor específico da água c = 4,0J/gºC • 1 cal = 4,0 J


Considerando que toda a energia liberada pelo ebulidor seja utilizada para aquecer apenas a água, podemos afirmar que a potência dele vale

Considere-se uma barra de aço com 10 cm de comprimento, 6 cm² de área de seção transversal retangular e cujas extremidades sejam submetidas a temperaturas constantes e diferentes, 20 ℃ em uma extremidade e 130 ℃ em outra. Nessa hipótese, sabendo-se que a condutividade térmica do aço vale 1,1 × 10⁻² kcal ∙ m ∙ ℃ ∙ s⁻¹, após alcançado o estado estacionário, o valor do fluxo de calor na barra, devido ao processo de transmissão de calor por condução, é

Um professor de física quer demonstrar aos seus estudantes como medir o calor latente do gelo de maneira simples, sem dispor de uma balança. Congela um volume de 1 copo americano de água. O gelo formado pelo volume do copo americano, ele pica e espera ver iniciar o derretimento para colocar na garrafa térmica. Coloca então, imediatamente, 3 volumes de copo americano de água quente, cuja temperatura pouco antes de despejar na garrafa era de 80,5 ^oC. Então, sela rapidamente a garrafa térmica com papel alumínio, papel de pão e espeta o termômetro (conforme a imagem abaixo), observando o equilíbrio térmico da mistura se estabelecer em 39,7 ^oC.




Se o calor específico da água é de 1 cal /g^oC, a admitindo que a fusão do gelo ocorre a 0 ^oC. Assinale a alternativa que apresenta o valor que identifica corretamente o valor do calor latente do gelo obtido pelo experimento do professor.

Considere um hectare de Cerrado em chamas, com uma temperatura média de 650 ºC, contendo 20 toneladas de matéria vegetal. Considere, também, que a massa vegetal tenha um calor específico de 1,5 kJ/kg ºC e que o calor latente da água é 2200 kJ/kg. Considerando, ainda, que, para apagar o fogo, deve-se injetar água suficiente para que o calor de vaporização abaixe a temperatura da vegetação em chamas até 50 ºC, assinale o valor que mais se aproxime da quantidade de água, em litros, necessária.

O gráfico a seguir mostra a mudança de fases de uma substância hipotética.

O equipamento responsável pelo aquecimento da substância fornece uma potência constante de 500 W durante todo o processo.

Diante do exposto, a energia necessária para fazer com que a substância passe do estado líquido para o estado gasoso, em Joule, é de 

Em um processo há a necessidade de se transformar gelo, quese encontra a -25ºC, em vapor a 250ºC. Em relação a esseprocesso, assinale a afirmativa INCORRETA.
São dados:
• Calor específico da água: 1 cal/(g.ºC) • Calor específico do gelo: 0,5 cal/(g.ºC) • Calor específico do vapor: 0,5 cal/(g.ºC) • Calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g. • Calor latente de vaporização da água: 540 cal/g.

Observe a imagem.

Fonte da imagem: Mais Engenharia. Disponível em: https://maisengenharia.altoqi.com.br/estrutural/incendio-em-predios/. Acesso em: fev. 2020.

Na ocorrência de incêndios as chamas tendem a subir, conforme exposto na foto acima. O processo responsável por esta ocorrência é a:

A figura abaixo representa mudanças de estados físicos da matéria:

Sobre a matéria e suas transformações, é CORRETO afirmar que:

A água possui uma propriedade básica chamada calor específico , que é fundamental para termorregulação dos seres vivos. O calor específico da água é o mais alto entre os solventes. A quantidade de caloria necessária para elevar 1 grama de água em 1 grau centígrado é de:

No gráfico acima, os pontos de vaporização e de condensação estão representados, respectivamente, pelos numerais

Um aluno, interessado em aviação, traz para o professor a informação que leu em uma revista: para os pilotos, a cada 1.000 pés a mais na altitude, a temperatura cai 3,5ºF.

O professor então propõe uma questão a seus alunos, aproveitando esses dados: se a temperatura registrada por um turista em Salvador, que está no nível do mar, era de 91° F, a 10.000 pés de altura, a temperatura em Celsius será

Uma das etapas da geração termelétrica dessa usina é composta por um sistema que executa uma transformação isotérmica. Considerando as condições de pressão P, temperatura T e volume V, tal transformação é caracterizada pela expressão

Dois objetos feitos do mesmo material (mármore, por exemplo) possuem capacidades térmicas proporcionais a suas massas. Assim, é conveniente definir uma "capacidade térmica por unidade de massa", ou calor específico (c), que se refere não a um objeto, mas a uma massa unitária do material de que é feito o objeto. Já quando o calor é transferido para uma amostra sólida ou líquida, nem sempre a temperatura da amostra aumenta. Em vez disso, a amostra pode mudar de fase (ou de estado). No caso, a quantidade de energia por unidade de massa que deve ser transferida em forma de calor para que uma amostra mude totalmente de fase é chamada de calor de transformação e é representada pela letra L.
Halliday e Resnick. Fundamentos de Física: gravitação, ondas e termodinâmica. v. 2. Rio de Janeiro: LTC, 2009 (com adaptações).
A partir do texto acima, assinale a alternativa que apresenta a quantidade de calor que uma amostra de gelo de massa m = 100 g a -10 °C deve absorver para passar ao estado líquido a 20 °C, sendo o calor específico do gelo (c_gelo) igual a 2.220 J/kg.K, o calor específico da água (c_água) igual a 4.190 J/kg.K e o calor de fusão do gelo (L_F) igual a 333 kJ/kg.

Energia interna de um sistema (U) é a soma das energias cinética e potencial das partículas que constituem um gás. Esta energia é uma característica do estado termodinâmico e deve ser considerada como mais uma variável que pode ser expressa em termos de pressão, volume, temperatura e número de mols.

Equação da energia interna

Onde:

U: energia interna do gás

n: número de mol do gás

R: constante universal dos gases perfeitos

T: temperatura absoluta (kelvin)

A energia interna em kJ de 2 mols de um gás perfeito na temperatura de 27°C é, em kJ,

Dado:

R = 8,31 J/mol . K

A quantidade de calor de 200 J foi transferida para um corpo homogêneo de 500 g, o que acarretou a elevação da temperatura desse corpo de 20 para 60 °C.
O calor específico do material que constitui o corpo, em J kg^-1 K^-1 , corresponde a

A figura, a seguir, mostra uma panela usada para preparar o café da manhã.

Durante a preparação, meio litro de água à temperatura inicial de 20°C (293 K) é fervido à 100°C (373 K). Considerando o calor específico e a densidade da água iguais a 1 cal/g°C e 1 g/mL, respectivamente, a variação de entropia desse processo termodinâmico é, em cal/°C, de

Um material que sofre transição da fase sólida diretamente para a fase gasosa quando submetido à temperatura de 20 ºC foi inserido, a uma temperatura inicial de 15 ºC, em um ambiente fechado mantido à temperatura constante de 25 ºC, conforme ilustrado na figura anterior.

Assinale a opção que representa graficamente o comportamento da temperatura, T, em função do calor, Q, absorvido do meio por esse material a partir do momento em que foi inserido no ambiente descrito.

Massas iguais de cinco líquidos distintos, cujos calores específicos estão dados na tabela adiante, encontram-se armazenadas, separadamente e à mesma temperatura, dentro de cinco recipientes com boa isolação e capacidade térmica desprezível.

Se cada líquido receber a mesma quantidade de calor, suficiente apenas para aquecê-lo, mas sem alcançar seu ponto de ebulição, aquele que apresentará temperatura menor, após o aquecimento, será:

Um forno de micro-ondas, ligado em uma tomada de 120 V, é percorrido por uma corrente elétrica de 10 A de intensidade. Coloca-se em seu interior um copo com 240 g de água a 25°C e aperta-se o botão 1 min (isto significa que, após funcionar durante 1 min, o aparelho desliga automaticamente).
Suponha que 70% da energia eletromagnética disponibilizada pelo forno de micro-ondas seja absorvida pela água. Considere o calor específico da água 4,2.10³ J/kg.°C.
Após esse 1 min, a temperatura da água chegou a