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Exercícios Complementares
Aula 04
Frente B
Termofísica IB : “Termometria, Calorimetria,
Dilatação e Gases Ideais”
Páginas 141 até 145
Quadro de Equações
°C–1
°C–1
°C–1
°C
g
calcal/g.°C
cal/g
W s
J
K
L
atm
m2m2
m3m3
m mcal
g
°C
°C
°C
Questão 01 . Famema 2019 . Pág 141 – Em uma bolsa térmica foram despejados 800 mL de água à temperatura de 90°C.
Passadas algumas horas, a água se encontrava a 15°C. Sabendo que o calor específico da água é 1,0 cal/(g·°C), 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:
a) 220 kJ.
b) 300 kJ.
c) 50 kJ.
d) 140 kJ.
e) 250 kJ.
Questão 02 . Famerp 2016 . Pág 142 – Para realizar um experimento no litoral, um cientista precisa de 8 litros de água a 80 °C.
Como não dispõe de um termômetro, decide misturar uma porção de água a 0 °C com outra a 100 °C. Ele obtém água a 0 °C a
partir de uma mistura, em equilíbrio térmico, de água líquida com gelo fundente, e água a 100 °C, a partir de água em ebulição.
Considerando que haja troca de calor apenas entre as duas porções de água, os volumes, em litros, de água a 0 °C e de água a
100 °C que o cientista deve misturar para obter água a 80 °C são iguais, respectivamente, a
a) 1,6 e 6,4.
b) 3,2 e 4,8.
c) 4,0 e 4,0.
d) 2,4 e 5,6.
e) 5,2 e 2,8.
Questão 03 . Famerp 2015 . Pág 142 – À temperatura de 20 °C, uma arruela (disco metálico com um orifício central) tem raio
externo R e raio interno r. Elevando-se igualmente a temperatura de todas as partes da arruela de um valor ∆θ, o raio externo
dilata-se de um valor ∆R e o raio interno dilata-se de:
a)
b)
c)
d)
e)
Questão 04 . Famerp 2019 . Pág 142 – Na ponte Rio-Niterói há aberturas, chamadas juntas de dilatação, que têm a função de
acomodar a movimentação das estruturas devido às variações de temperatura. De acordo com a empresa que administra a
ponte, no trecho sobre a Baía de Guanabara as juntas de dilatação existem a cada 400 m, com cerca de 12 cm de abertura
quando a temperatura está a 25 °C. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do material que compõe a estrutura da ponte
é 1,2 × 10–5 °C–1 , a máxima temperatura que o trecho da ponte sobre a Baía de Guanabara pode atingir, sem que suas partes se
comprimam umas contra as outras, é
a) 70 °C.
b) 65 °C.
c) 55 °C.
d) 50 °C.
e) 45 °C.
4
1ΔL = 12 x 10–2 m
L0
θ0
0,25
Questão 05 . Unitau Inverno 2017 . Pág 143 – Podemos usar o calorímetro de escoamento para medir o calor específico de um
líquido. Essa técnica consiste em medir a diferença de temperatura entre os pontos de entrada e saída de uma corrente de
líquido que recebe calor a uma taxa constante. Numa experiência em um laboratório, um líquido com densidade de 0,50 g/cm3
passava nesse calorímetro com vazão de 10,0 g/segundo. No estado permanente, a diferença de temperatura, entre a entrada e
a saída, era de 20°C , e o calorímetro fornecia calor ao líquido numa taxa de 420 J/s. Dado: 1 cal = 4,2 J. É correto afirmar que o
calor específico do líquido era de:
a) 1,2 cal/g.°C.
b) 1,04 cal/g.°C.
c) 1,0 cal/g.°C.
d) 0,12 cal/g.°C.
e) 0,1 cal/g.°C.
passando de “Joule” para
“caloria”.
Δθ
Questão 07 . Unitau 2017 . Pág 144 – Um recipiente de vidro tem um volume interno de 800 mm3 e está completamente cheio
de um líquido desconhecido, quando a temperatura do sistema é de 20 0C. Ao aquecer o conjunto até 90 0C, observa-se que o
volume do líquido extravasado é de 5,60 mm3. Sabendo que o coeficiente de dilatação volumétrica do recipiente é de 7,0 × 10–4
°C–1, é CORRETO afirmar que o coeficiente de dilatação volumétrica real do líquido é de:
a) 8,0 x 10-4 °C-1.
b) 7,0 x 10-4 °C-1.
c) 1,0 x 10-4 °C-1.
d) 6,0 x 10-4 °C-1.
e) 5,0 x 10-4 °C-1.
Questão 08 . Unitau 2018 . Pág 144 – Considere um processo termodinâmico que evolui de A até B, para o qual foram
fornecidas 400 cal de calor e, simultaneamente, foi realizado trabalho sobre o mesmo, conforme o gráfico P x V abaixo. É
CORRETO afirmar que a energia interna do sistema, admitindo que 1 cal = 4,2 J, teve uma variação de:
a) 2000 cal.
b) 500 cal.
c) 2000 J.
d) 500 J.
e) 50 cal.
Q = 1680 J
passando de “Joule” para
“caloria”.
Questão 09 . Fuvest 2017 . Pág 145 – No início do século XX, Pierre Curie e colaboradores, em uma experiência para determinar
características do recém descoberto elemento químico rádio, colocaram uma pequena quantidade desse material em um
calorímetro e verificaram que 1,30 grama de água líquida ia do ponto de congelamento ao ponto de ebulição em uma hora. A
potência média liberada pelo rádio nesse período de tempo foi, aproximadamente:
a) 0,06 W.
b) 0,10 W.
c) 0,14 W.
d) 0,18 W.
e) 0,22 W.
26
180
13
90
Questão 10 . Unitau 2017 . Pág 145 – A figura abaixo mostra o diagrama da pressão em função do volume de um sistema
termodinâmico relativo a um gás ideal, que sofre duas sucessivas transformações A → B e de B → C. Sobre os processos
apresentados, é CORRETO afirmar:
a) A transformação A → B é isocórica.
b) A transformação de B → C é isobárica.
c) A temperatura do sistema termodinâmico no ponto B é a metade da temperatura no ponto A.
d) A temperatura do sistema termodinâmico no ponto C é seis vezes a temperatura no ponto A.
e) A temperatura do sistema termodinâmico no ponto C é igual à temperatura do ponto A.
QUESTÃO EXTRA 01 - Qual é a quantidade de calor necessária e suficiente, em calorias, que deve ser usada para elevar a
temperatura de um bloco de gelo, de 10,0 g, de –10°C para 110°C?
a) 1100.
b) 2720.
c) 3740.
d) 7000.
e) 7300.
QUESTÃO EXTRA 02 - Um calorímetro ideal possui em seu interior 1 kg de gelo a – 50°C. Por meio de um aparelho elétrico,
esse gelo recebe energia até que se transforme em vapor, a 100°C. Considere: cgelo = 0,5 cal/g°C; cágua = 1 cal/g°C; Lfusão = 80
cal/g; Lvaporização = 540 cal/g. Construa a curva de aquecimento tendo, no eixo horizontal, as quantidades de calor para cada
etapa do aquecimento e, no eixo vertical, as temperaturas em °C.
25
105 205 745
QUESTÃO EXTRA 03 - Vamos colocar em contato térmico 200 g de água a 50 °C com 100 g de gelo a – 10 °C. Supondo que as
trocas de calor se processem apenas entre a água e o gelo, qual será a temperatura final de equilíbrio térmico? Dados: calor
específico do gelo = 0,50 cal/g °C; calor específico da água = 1,0 cal/g °C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g.
QUESTÃO EXTRA 04 (ITA 2012) - Conforme a figura, um circuito elétrico dispõe de uma fonte de tensão de 100 V e de dois
resistores, cada qual de 0,50 Ω. Um resistor encontra-se imerso no recipiente contendo 2,0 kg de água com temperatura inicial
de 20°C, calor específico 4,18 kJ/kg.°C e calor latente de vaporização 2230 kJ/kg. Com a chave S fechada, a corrente elétrica do
circuito faz com que o resistor imerso dissipe calor, que é integralmente absorvido pela água. Durante o processo, o sistema
é isolado termicamente e a temperatura da água permanece sempre homogênea.
QUESTÃO EXTRA 05 (Unifesp 2016) - Considere um copo de vidro de 100 g contendo 200 g de água líquida, ambos inicialmente em equilíbrio
térmico a 20°C. O copo e a água líquida foram aquecidos até o equilíbrio térmico a 50°C, em um ambiente fechado por paredes adiabáticas,
com vapor de água inicialmente a 120°C. A tabela apresenta valores de calores específicos e latentes das substâncias envolvidas nesse
processo. Considerando os dados da tabela, que todo o calor perdido pelo vapor tenha sido absorvido pelo copo com água líquida e que o
processo tenha ocorrido ao nível do mar, calcule:
a) a quantidade de calor, em cal, necessária para elevar a temperatura do copo com água líquida de 20°C para 50°C.
b) a massa de vapor de água, em gramas, necessária para elevar a temperatura do copo com água líquida até atingir o equilíbrio térmico a
50°C.
a)
b)