Questões de Vestibular Comentadas sobre calorimetria em física

• Os filtros de “barro”, na verdade não são de barro, mas sim de cerâmica à base de argila. Esses filtros possuem pequenos poros que permitem a passagem lenta da água, do reservatório para a superfície externa, ocorrendo então a transformação da água do estado líquido para o estado de vapor. Essa transformação ocorre a partir do calor que a água da superfície externa absorve do filtro e da água em seu interior. A retirada do calor diminui gradualmente a temperatura da água que está dentro do filtro, tornando-a agradável para consumo.

Num dia de temperatura muito elevada e umidade do ar muito baixa, uma dona de casa enche com água seu filtro cerâmico à base de argila, que estava totalmente vazio, até a capacidade máxima de 6 litros. Decorrido certo intervalo de tempo, verifica-se que houve uma diminuição no volume total, devido à passagem de m gramas de água pelos poros da parede do filtro para o meio externo. Como consequência, ocorreu uma variação de temperatura de 5 kelvin na massa de água restante. Nessas condições, determine a massa de água m, aproximada, em gramas, que evaporou.

Misturam-se dois líquidos em um calorímetro, de capacidade calorífica desprezível. O primeiro tem massa m₁ = 80 g, c₁ = 0,20 cal/(g.°C) e está a 80 °C. O segundo tem massa m₂ = 160 g, c₂ = 0,10 cal/(g.°C) e está a 40 °C.

Encontre a temperatura final de equilíbrio.

Em um livro com diagramação antiga era apresentado o esquema a seguir, da troca de calor entre dois corpos A e B.


Nesse esquema o autor explica que “o calor espontaneamente não pode ir de um corpo para outro de temperatura mais alta". Essa afirmação está de acordo com a

.Um estudante de Física, a fim de analisar o comportamento térmico de uma substância, realizou um experimento em que forneceu calor a uma quantidade m de massa dessa substância, inicialmente na fase sólida. Após analisar os dados experimentais obtidos, ele traçou um gráfico, na figura ao lado, que mostra o comportamento da temperatura dessa substância em função da quantidade de calor que ela recebeu. Sabendo que o calor latente de fusão da substância analisada é igual a 20 cal/g, ele calculou os valores da massa m e do calor específico na fase sólida.


Ele obteve para esses valores, respectivamente,

Em uma bolsa térmica foram despejados 800 mL de água à temperatura de 90 ºC. Passadas algumas horas, a água se encontrava a 15 ºC. Sabendo que o calor específico da água é 1,0 cal/(g ∙ ºC), que a densidade da água é 1,0 g/mL e admitindo que 1 cal equivale a 4,2 J, o valor absoluto da energia térmica dissipada pela água contida nessa bolsa térmica foi, aproximadamente,

Colocou-se certa massa de água a 80 ºC em um recipiente de alumínio de massa 420 g que estava à temperatura de 20 ºC. Após certo tempo, a temperatura do conjunto atingiu o equilíbrio em 70 ºC. Considerando que a troca de calor ocorreu apenas entre a água e o recipiente, que não houve perda de calor para o ambiente e que os calores específicos do alumínio e da água sejam, respectivamente, iguais a 9,0 × 10² J/(kg ⋅ ºC) e 4,2 × 10³ J/(kg ⋅ ºC), a quantidade de água colocada no recipiente foi

Em um recipiente termicamente isolado, foram misturados o conteúdo total de dois copos, A e B, com água. As águas contidas nos copos A e B estavam, inicialmente, às temperaturas de 20 ºC e de 90 ºC, respectivamente. Sabendo que, depois de atingido o equilíbrio térmico, a mistura estava a 40 ºC e considerando que tenha havido troca de calor apenas entre essas duas massas de água, a razão entre as massas de água contidas inicialmente nos copos A e B é

Considere que um fogão forneça um fluxo constante de calor e que esse calor seja inteiramente transferido da chama ao que se deseja aquecer. O calor específico da água é 1,00 cal/(g⋅ºC) e o calor específico de determinado óleo é 0,45 cal/(g⋅ºC). Para que 1000 g de água, inicialmente a 20 ºC, atinja a temperatura de 100 ºC, é necessário aquecê-la por cinco minutos sobre a chama desse fogão. Se 200 g desse óleo for aquecido nesse fogão durante um minuto, a temperatura desse óleo será elevada em, aproximadamente,

Na depilação, o laser age no interior da pele, produzindo uma lesão térmica que queima a raiz do pelo. Considere uma raiz de pelo de massa m = 2, 0 x 10⁻¹⁰ kg inicialmente a uma temperatura T = 36^o C que é aquecida pelo laser a uma temperatura final Tf = 46 C. Se o calor específico da raiz é igual a c = 3000 J/(kg ^o C) , o calor absorvido pela raiz do pelo durante o aquecimento é igual a

Leve em conta ainda os dados mostrados no gráfico da questão anterior, referentes à temperatura da água ( T ) em função da profundidade ( d ). Considere um volume cilíndrico de água cuja base tem área A = 2 m² , a face superior está na superfície a uma temperatura constante T_A e a face inferior está a uma profundidade d a uma temperatura constante T_B , como mostra a figura a seguir. Na situação estacionária, nas proximidades da superfície, a temperatura da água decai linearmente em função de d , de forma que a taxa de transferência de calor por unidade de tempo ( ), por condução da face superior para a face inferior, é aproximadamente constante e dada por em que é a condutividade térmica da água. Assim, a razão é constante para todos os pontos da região de queda linear da temperatura da água mostrados no gráfico apresentado.

Utilizando as temperaturas da água na superfície e na profundidade d do gráfico e a fórmula fornecida, conclui-se que, na região de queda linear da temperatura da água em função de d , é igual a

Nos últimos meses, foram noticiadas muitas queimadas na Floresta Amazônica. Considerando que não haja correntes de vento horizontais na região de incêndio, a fumaça tende a subir, pelo fato de

Em hotéis, é comum o aquecimento de água ser a gás ou outro combustível, sendo que para o chuveiro seguem dois canos: um com água natural e outro com água aquecida. Antes da saída do chuveiro, há um misturador, que homogeneíza a mistura. Considere que após o misturador, por falhas na qualidade do isolamento térmico dos canos, há passagem de calor para o ambiente antes de a água sair no chuveiro. Considerando esse sistema, é correto afirmar que

Dois blocos de materiais diferentes (ferro e concreto) e de mesma massa foram utilizados como amostras de um teste experimental. Os mesmos foram aquecidos, a partir da temperatura ambiente, por fontes térmicas idênticas, que transmitiram a mesma quantidade de calor aos blocos. Desconsiderando eventuais mudanças de estado, observou-se que o bloco de ferro sofreu maior variação de temperatura. Com relação às propriedades térmicas dos materiais em pauta, tal fenômeno é explicado pelo fato de o bloco de ferro apresentar

Ao colocar sobre a placa que atinge maiores temperaturas um corpo sólido de 75g, foi detectada uma variação de temperatura em função do tempo conforme se ilustra no gráfico abaixo. Considerando que a placa libera energia a uma potência constante de 150 cal/min, é correto afirmar que o corpo sólido tem calor específico de:

Um pêndulo simples é composto por uma haste metálica leve, presa a um eixo bem lubrificado, e por uma esfera pequena de massa muito maior que a da haste, presa à sua extremidade oposta. O período ܲ para pequenas oscilações de um pêndulo é proporcional à raiz quadrada da razão entre o comprimento da haste metálica e a aceleração da gravidade local. Considere este pêndulo nas três situações:
1. Em um laboratório localizado ao nível do mar, na Antártida, a uma temperatura de 0 °C. 2. No mesmo laboratório, mas agora a uma temperatura de 250 K. 3. Em um laboratório no qual a temperatura é de 32 °F, em uma base lunar, cuja aceleração da gravidade é igual a um sexto daquela da Terra.
Indique a alternativa correta a respeito da comparação entre os períodos de oscilação ܲP₁, ܲP₂ e ܲP₃ do pêndulo nas situações 1, 2 e 3, respectivamente.

Equipamentos domésticos chamados de vaporizadores para roupa utilizam o vapor de água gerado por um sistema de resistências elétricas a partir de água líquida. Um equipamento com potência nominal de 1.600 W foi utilizado para passar roupas por 20 minutos, consumindo 540 mL de água. Em relação ao gasto total de energia do equipamento, o gasto de energia utilizado apenas para vaporizar a água, após ela já ter atingido a temperatura de ebulição, equivale a, aproximadamente,
Note e adote: Entalpia de vaporização da água a 100 °C = 40 kJ/mol; Massa molar da água = 18 g/mol; Densidade da água = 1 g/mL.

Para aquecer a quantidade de massa m de uma substância, foram consumidas 1450 calorias. A variação de seu calor específico c, em função da temperatura θ, está indicada no gráfico.

O valor de m, em gramas, equivale a:

O consumo calórico de um animal de sangue quente é proporcional à área superficial de seu corpo. Um animal com massa 3,5 kg consome 250 kcal diárias. O gráfico relaciona a área superficial desse animal com sua massa.

Considerando o gráfico, conclui‐se que,se a massa deste animal dobrar, o seu novo consumo diário de energia, em kcal, será, aproximadamente,

À medida que a parcela de ar se eleva na atmosfera, nos limites da troposfera, a temperatura do ar decai a uma razão de 1 °C a cada 100 metros (Razão Adiabática Seca ‐ RAS) ou 0,6 °C a cada 100 metros (Razão Adiabática Úmida ‐ RAU).

Considerando os conceitos e a ilustração, é correto afirmar que as temperaturas do ar, em graus Celsius, T1 e T2, são, respectivamente,

Note e adote:

Utilize RAS ou RAU de acordo com a presença ou não de ar saturado.

T_ar: temperatura do ar.

Em atividades esportivas, como os jogos de copa do mundo, o corpo do atleta tem sua temperatura aumentada e há produção de suor, que ao evaporar transfere calor do corpo para o vapor d’água na atmosfera. Nesse caso, há um processo termodinâmico em que