(FIEB-SP) O copo interno de um calorímetro é feito de alumínio e tem massa de 30 g. Em seu interior, onde há 150 g de água pura à temperatura de 20 ºC, são despejados 200 g de bolinhas de aço que se encontram inicialmente à temperatura de 60 ºC. Sabendo que o calor específico do alumínio é 0,2 cal/g.ºC, o da água, 1 cal/g.ºC, e a temperatura de equilíbrio térmico do conjunto igual a 25 ºC, o calor específico do aço e a quantidade de calor trocada pelas bolinhas de aço com o sistema têm valores, respectivos e aproximadamente, iguais a
a) 0,11 cal/g.ºC e 780 cal, cedidas.
b) 0,11 cal/g.ºC e 780 cal, recebidas.
c) 0,55 cal/g.ºC e 890 cal, cedidas.
d) 0,55 cal/g.ºC e 890 cal, recebidas.
e) 0,88 cal/g.ºC e 780 cal, cedidas.
(UEA-AM) Define-se a capacidade térmica de um corpo (C) como a razão entre a quantidade de calor que ele recebe (Q) e a correspondente variação de temperatura ocorrida (ΔT):
Se um corpo de capacidade térmica 25 cal/ºC recebe calor de uma fonte durante 20 minutos com taxa constante de 50 cal/min, ele sofre uma variação de temperatura, em ºC, igual a
a) 10,0.
b) 40,0.
c) 50,0.
d) 62,5.
e) 84,5.
Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, foram misturados 200 g de água, inicialmente a 20 °C, e 400 g de ouro, inicialmente a 80°C. Sabendo que os calores específicos da água e do ouro são, respectivamente, 1 cal/g°C e 0,03 cal/g°C. Determine a temperatura final aproximada da mistura.
a) 24°C
b) 20°C
c) 30°C
d) 38°C
e) 36°C
A respeito das grandezas e equações da calorimetria, marque o que for correto.
a) A unidade de medida da capacidade térmica, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), é J/°C.
b) O calor específico é a quantidade de calor necessária para que 100 g de uma substância qualquer sofra variação de 1 °C.
c) A unidade de medida do calor específico, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), é cal.g/°C
d) A quantidade de calor latente nunca será levada em consideração na análise das trocas de calor para elementos em um calorímetro.
e) O calorímetro impede as trocas de calor com o meio externo e proporciona o estudo das trocas de calor apenas dos objetos que são estudados.
Letra A.
A soma das quantidades de calor trocadas no calorímetro é nula. Sendo assim, podemos escrever:
Como houve diminuição da temperatura das bolinhas de aço, elas cederam calor para o sistema.
Letra B.
Se o corpo recebe 50 cal por minuto de uma fonte térmica qualquer, em 20 min, a quantidade de calor recebida terá sido de 1000 cal.
20 min . 50 cal/min = 1000 cal.
Assim, a partir da equação que define a capacidade térmica, pode-se determinar a variação de temperatura sofrida pelo corpo.
Letra A.
A soma das quantidades de calor trocadas no calorímetro é nula. Sendo assim, podemos escrever:
Letra E.
a) Errada. A unidade de medida da capacidade térmica, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), é o J/K.
b) Errada. O calor específico é a quantidade de calor necessária para que 1 g de uma substância qualquer sofra variação de 1 °C.
c) Errada. A unidade de medida do calor específico, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), é J/kg.K
d) Errada. Tanto calor sensível quanto calor latente são considerados em cálculos envolvendo calorímetros.
e) Correta.
Questão 4
(UFV-MG) Uma potência de 2000 watts é usada durante 1,0 min para elevar a temperatura, de 10 °C para 60°C, de um sólido de massa 0,5 Kg. Considerando que não há mudança de fase durante a elevação da temperatura, o calor específico desse sólido, em unidade de J/(Kg°C), é:
a) 4,8 x 10 3
b) 3,4 x 10 3
c) 5,6 x 10 3
d) 1,2 x 10 3
e) 0,8 x 10 3
Respostas
Resposta Questão 1
LETRA “B”
A partir da equação que determina a quantidade de calor sensível fornecida ou retirada de um corpo, temos:
Q = m.c.Δt
186 = 20 . 0,093 . Δt
186 = 1,86. Δt
Δt = 186 ÷ 1,86 = 100 °C
Resposta Questão 2
LETRA “D”
A capacidade térmica é o produto da massa do corpo pelo calor específico, portanto:
C = m.c
A partir da equação que determina a quantidade de calor sensível fornecida ou retirada de um corpo, temos:
Q = m.c.Δt
Q = C.Δt
Logo:
C = Q ÷ Δt
C = 2000 ÷ 40
C = 50 cal/°C
Resposta Questão 3
LETRA “D”
Dados da questão
Massa: m = 240 g
Potência fornecida: 200 W
Variação de temperatura: Δθ = 50 °C
A potência é definida como a razão entre a quantidade de energia e o tempo:
P = E/Δt
O calor é a energia fornecida à água, sendo assim, podemos escrever:
P = m.c.Δθ
Δt
*Δθ é a variação de temperatura e Δt é a variação do tempo.
*A unidade W corresponde a J/s. Portanto o calor específico deverá estar definido em joule, sendo assim o valor utilizado para o calor específico da água será 4 J/g.ºC
Substituindo os valores, teremos:
200 = 240.4.50
Δt
Δt = 240.4.50
200
Δt = 48000
200
Δt = 240 s = 4 min
Resposta Questão 4
LETRA “A”
Dados da questão:
Variação de tempo: Δt = 1,0 = 60s
Variação de temperatura: Δθ = 60 – 10 = 50 °C
A potência é definida como a razão entre a quantidade de energia e o tempo, sendo assim, temos:
P = E/Δt
O calor foi a energia fornecida à água, sendo assim, podemos escrever:
P = m.c.Δθ
Δt
Isolando o calor específico, teremos:
c = P. Δt
m. Δθ
Substituindo os valores, teremos:
c = 2000 W.60 s
0,5 Kg. 50°C
c = 120000
25
c = 4800 = 4,8 x 103 J/(Kg°C)