Um amolador de facas, ao operar um esmeril, é atingido por fagulhas incandescentes

438 palavras 2 páginas

Lista de exercícios sobre calorimetria 2ª serie – Física
Questão 1 - Ao fornecer 300 calorias de calor para um corpo verifica-se como consequência uma variação de temperatura igual a 50 ºC. Determine a capacidade térmica desse corpo.
Resposta
C=Q/T
C =300/50 = 6 cal/ºC

Questão 2-(Makenzie - SP)
Em uma manhã de céu azul, um banhista na praia observa que a areia está muito quente e a água do mar está muito fria. À noite, esse mesmo banhista observa que a areia da praia está fira e a água do mar está morna. O fenômeno observado deve-se ao fato de que:
a) a densidade da água do mar é menor que a da areia.
b) o calor específico da areia é menor que o calor específico da água.
c) o coeficiente de dilatação térmica da água é maior que o coeficiente de dilatação térmica da areia.
d) o calor contido na areia, à noite, propaga-se para a água do mar.
e) a agitação da água do mar retarda seu resfriamento.

Resposta
Se as massas iguais de água e areia receberem ou perderem quantidades iguais de calor, a variação de temperatura da água será menor em módulo que a da areia, porque a água tem maior calor específico.
Alternativa b

Questão 3 - (FUVEST – SP) Um amolador de facas, ao operar um esmeril, é atingido por fagulhas incandescentes, mas não se queima. Isso acontece porque as fagulhas:
a) tem calor específico muito grande.
b) tem temperatura muito baixa.
c) tem capacidade térmica muito pequena.
d) estão em mudança de estado.
e) não transportam energia.

Resposta
C = Q / ΔT. Sendo a capacidade térmica C das fagulhas muito pequena, elas transferem pouca quantidade de calor para o operador, o que é insuficiente para o queimar.
Alternativa c

Questão 4- Para derreter uma barra de um material w de 1kg é necessário aquecê-lo até a temperatura de 1000°C. Sendo a temperatura do ambiente no momento analisado 20°C e o calor específico de w=4,3J/kg.°C, qual a quantidade de calor necessária para derreter a barra?
Resposta

Questão 05-Um bloco de


Teste os seus conhecimentos: Faça exercícios sobre Calorimetria I e veja a resolução comentada. Publicado por: Talita Alves dos Anjos

Ao fornecer 300 calorias de calor para um corpo, verifica-se como conseqüência uma variação de temperatura igual a 50 ºC. Determine a capacidade térmica desse corpo.

(UF - Paraná)

Para aquecer 500 g de certa substância de 20 ºC para 70 ºC, foram necessárias 4 000 calorias. A capacidade térmica e o calor específico valem respectivamente:

a) 8 cal/ ºC e 0,08 cal/g .ºC

b) 80 cal/ ºC e 0,16 cal/g. ºC

c) 90 cal/ ºC e 0,09 cal/g. ºC

d) 95 cal/ ºC e 0,15 cal/g. ºC

e) 120 cal/ ºC e 0,12 cal/g. ºC

(Makenzie - SP)

Em uma manhã de céu azul, um banhista na praia observa que a areia está muito quente e a água do mar está muito fria. À noite, esse mesmo banhista observa que a areia da praia está fira e a água do mar está morna. O fenômeno observado deve-se ao fato de que:

 a) a densidade da água do mar é menor que a da areia.

b) o calor específico da areia é menor que o calor específico da água.

c) o coeficiente de dilatação térmica da água é maior que o coeficiente de dilatação térmica da areia.

d) o calor contido na areia, à noite, propaga-se para a água do mar.

e) a agitação da água do mar retarda seu resfriamento.

(FUVEST – SP)

Um amolador de facas, ao operar um esmeril, é atingido por fagulhas incandescentes, mas não se queima. Isso acontece porque as fagulhas:


a) tem calor específico muito grande.

b) tem temperatura muito baixa.

c) tem capacidade térmica muito pequena.

d) estão em mudança de estado.

e) não transportam energia.

respostas

Se as massas iguais de água e areia receberem ou perderem quantidades iguais de calor, a variação de temperatura da água será menor em módulo que a da areia, porque a água tem maior calor específico.
Alternativa b

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C = Q / ΔT. Sendo a capacidade térmica  C das fagulhas muito pequena, elas transferem pouca quantidade de calor para o operador, o que é insuficiente para o queimar.

Alternativa c

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Um amolador de facas, ao operar um esmeril, é atingido por fagulhas incandescentes

Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas

Teste seus conhecimentos com esta lista de exercícios sobre Calorimetria, a área da Física que estuda as trocas de calor e os fenômenos relacionados a ele. Publicado por: Pâmella Raphaella Melo

(UFPR)Para aquecer 500 g de certa substância de 20 °C para 70 °C, foram necessárias 4000 calorias. A capacidade térmica e o calor específico valem, respectivamente:

A) 8 cal/ °C e 0,08 \(\frac{cal}{g °C}\)

B) 80 cal/ °C e 0,16 \(\frac{cal}{g °C}\)

C) 90 cal/ °C e 0,09 \(\frac{cal}{g °C}\)

D) 95 cal/ °C e 0,15 \(\frac{cal}{g °C}\)

E) 120 cal/ °C e 0,12 \(\frac{cal}{g °C}\)

(Fuvest) Um amolador de facas, ao operar um esmeril, é atingido por fagulhas incandescentes, mas não se queima. Isso acontece porque as fagulhas:

A) têm calor específico muito grande.

B) têm temperatura muito baixa.

C) têm capacidade térmica muito pequena.

D) estão em mudança de estado.

E) não transportam energia.

(Enem) Em um experimento foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas:

I. enquanto a lâmpada permaneceu acesa e

II. após a lâmpada ser desligada e ambas atingirem equilíbrio térmico com o ambiente.

Um amolador de facas, ao operar um esmeril, é atingido por fagulhas incandescentes

A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo o experimento, foi

A) igual no aquecimento e igual no resfriamento.

B) maior no aquecimento e igual no resfriamento.

C) menor no aquecimento e igual no resfriamento.

D) maior no aquecimento e menor no resfriamento.

E) maior no aquecimento e maior no resfriamento.

(PUC) Um líquido é aquecido por meio de uma fonte térmica que provê 50 cal por minuto. Observa-se que 200 g desse líquido se aquecem de 20,0 °C em 20,0 min. Qual é o calor específico do líquido, medido em cal/(g∙°C) ?

A) 0,0125

B) 0,25

C) 5,0

D) 2,5

E) 4,0

Uma pessoa aquece um copo contendo 150 g  de água, variando sua temperatura de 25 °C a 100 °C. Sabendo que o calor específico da água é de 1 cal/g∙°C, encontre a quantidade de calor recebido.

A) 11250 cal

B) 1125 cal

C) 1,125 cal

D) 11,250 cal

E) 112500 cal

Um corpo sofre uma variação de temperatura de 100 °C quando é fonecido a ele 500 calorias de calor. Em vista disso, qual é a sua capacidade térmica?

A) 2 cal/°C  

B) 3 cal/°C

C) 4 cal/°C

D) 5 cal/°C

E) 6 cal/°C

Determine a quantidade de calor recebido por um líquido de 10 g que não variou sua temperatura, sabendo que seu calor latente é de 50 cal/g.

A) 370 cal

B) 160 cal

C) 280 cal

D) 420 cal

E) 500 cal

Qual é a variação de comprimento de um fio metálico de prata, comcoeficiente linear igual a \(10^{-5} °C^{-1}\), que sofre uma variação de temperatura de 250 °C, sabendo que seu comprimento inicial é de 600 m?

A) 2,5 m

B) 3 m

C) 3,5 m

D) 4 m

E) 4,5 m

Qual é a capacidade térmica de uma barra de chumbo com massa de 1,5 kg e calor específico de 0,0305 cal/g∙°C?

A) 0,4575 cal/°C

B) 4,575 cal/°C

C) 45,75 cal/°C

D) 457,5 cal/°C

E) 4575 cal/°C

Um cozinheiro esquece a sua concha dentro de uma panela com água que estava no fogo e quando a pega, ele acaba se queimando. Tempos depois, surge uma dúvida, e ele se pergunta quais foram as transmissões de calor que ocorreram na concha e na água dentro da panela, que são respectivamente:

A) condução e convecção.

B) condução e radiação.

C) convecção e radiação.

D) condução, convecção e radiação.

E) Não ocorreu transmissão de calor.

Determine a variação de área de uma chapa metálica de aço que variou sua temperatura de 15 °C para 70°C, sabendo que o seu coeficiente linear é igual a \(\mathbf{1,1\cdot10^{-5} °C^{-1}}\) e sua área inicial era de \(\mathbf{15\ m^2}\).

A) \(1374\cdot10^{-2} m^2\)

B) \(1,815\cdot10^{-2} m^2\)

C) \(1762\cdot10^{-3} m^2\)

D) \(1,925\cdot10^{-3} m^2\)

E) \(2,521\cdot10^{-4} m^2\)

Um corpo de massa 100 g recebeu 1250 cal quando variou sua temperatura de 30 °C até atingir 80 °C. Determine o seu calor específico.

A) 0,025 cal/g∙°C

B) 250 cal/g∙°C

C) 2,5 cal/g∙°C

D) 25 cal/g∙°C

E) 0,25 cal/g∙°C

respostas

Alternativa B

Encontraremos o valor da capacidade térmica por meio da fórmula:

\(C=\frac{Q}{∆T}\)

\(C=\frac{4000}{70-20}\)

\(C=\frac{4000\ cal}{50}\)

\(C=80\ cal/°C\)

Por fim, calcularemos o valor do calor específico:

\(4000=500\cdot c\cdot 50\)

\(4000=25000\cdot c\)

\(\frac{4000}{25000}=c\)

\(0,16 \frac{cal}{g °C}=c\)

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Alternativa C

Isso acontece porque as fagulhas possuem uma massa muito pequena e, consequentemente, uma capacidade térmica baixa.

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Alternativa E

A taxa de variação da temperatura da garrafa preta em comparação à da branca, durante todo o experimento, foi maior no aquecimento e maior no resfriamento, porque a garrafa preta tem a capacidade de absorver e de perder mais rapidamente a energia radiante do que a garrafa branca.

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Alternativa B

Como a potência da fonte térmica é50 cal/minutos, em 20 minutos o calor será de:

50 calorias  → 1 minuto

Q calorias → 20 minutos

\(1\cdot Q=50\cdot20\)

Q = 1000 calorias fornecidas

Para encontrarmos o calor específico, basta usarmos a fórmula do calor sensível:

\(Q=m\cdot c\cdot∆T\)

\(1000=200\cdot c\cdot20\)

\(1000=4000\cdot c\)

\(\frac{1000}{4000}=c\)

\(0,25\ cal/g\cdot°C=c\)

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Alternativa A

Como temos uma variação de temperatura sem mudança de estado físico, o calor, nesse caso, se trata do calor específico, e encontraremos seu valor por meio da fórmula:

\(Q=m\cdot c\cdot ∆T\)

\(Q=m\cdot c\cdot (T_f-T_i)\)

\(Q=150\cdot 1\cdot (100-25)\)

\(Q=150\cdot 1\cdot (75)\)

\(Q=11250\ cal\)

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Alternativa D

A capacidade térmica desse corpo será encontrada por meio da fórmula que a relaciona ao calor e à temperatura:

\(C=\frac{Q}{∆T}\)

\(C=\frac{500}{100}\)

\(C=5\ cal/°C\)

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Alternativa E

Conforme informado, o líquido não variou sua temperatura, então temos um caso de calor latente. Encontraremos a quantidade de calor recebido por meio da fórmula do calor latente:

\(Q=m\cdot L\)

\(Q=10\cdot50\)

\(Q=500\ cal\)

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Alternativa B

Para encontrarmos a variação de comprimento dilatada do fio metálico de prata, utilizaremos a fórmula da dilatação linear:

\(∆L=L_o\cdotα\cdot∆T\)

\(∆L=600\cdot2\cdot10^{-5}\cdot250\)

\(∆L=300000\cdot10^{-5}\)

\(∆L=3\cdot10^5\cdot10^{-5}\)

\(∆L=3\ m\)

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Alternativa C

Primeiramente, vamos converter a massa de quilogramas para gramas:

\(1,5\ kg=1500\ g\)

De acordo com as informações dadas, é possível obter a capacidade térmica da barra de chumbo por meio da fórmula que a relaciona à massa e ao calor específico:

\(C=c\cdot m\)

\(C=0,0305\cdot1500\)

\(C=45,75\ cal/°C\)

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Alternativa A

Como a concha estava em contato com a água quente, ela recebeu calor por intermédio da condução. Já a água aqueceu por meio da convecção.

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Alternativa B

Para calcularmos a variação de área dilatada, utilizaremos a fórmula da dilatação superficial:

\(∆A=A_o\cdotβ\cdot∆T\)

Como não foi informado o valor do coeficiente de dilatação superficial, usaremos a sua relação com o coeficiente de dilatação linear:

\(∆A=A_o\cdot2\cdotα\cdot∆T\)

\(∆A=A_o\cdot2\cdotα\cdot(T_f-T_i)\)

\(∆A=15\cdot2\cdot1,1\cdot10^{-5}\cdot(70-15)\)

\(∆A=15\cdot2\cdot1,1\cdot10^{-5}\cdot(55)\)

\(∆A=1815\cdot10^{-5}\)

\(∆A=1,815\cdot10^3\cdot10^{-5}\)

\(∆A=1,815\cdot10^{3-5}\)

\(∆A=1,815\cdot10^{-2}\ m^2\)

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Alternativa D

Para obtermos o calor específico, utilizaremos a fórmula que o relaciona ao calor, massa e temperatura:

\(c=\frac{Q}{m\cdot∆T}\)

\(c=\frac{Q}{m\cdot(T_f-T_i)}\)

\(c=\frac{1}{100\cdot(80-30)}\)

\(c=\frac{1250}{100\cdot(50)}\)

\(c=\frac{1250}{5000}\)

\(c=0,25\ cal/g\cdot°C\)

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Um amolador de facas, ao operar um esmeril, é atingido por fagulhas incandescentes

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Porque um amolador de facas não se queima?

Resposta verificada por especialistas O amolador de facas é atingido por fagulhas incandescentes, que não possuim um quantidade muito grande de calor e por isso elas não são capaces de elevar a temperatura desse corpo; ou dito em outras palavras, não possuim a quantidade de calor necessária para queimar ao amolador.

Porque as fagulhas não queimam?

As fagulhas não queimam o operário porque possuem massa muito pequena e, portanto, capacidade térmica pequena. A capacidade térmica (C) é a grandeza que resulta da razão entre a quantidade de calor recebida por um corpo e a variação de temperatura.