Caiu no vestibular

Hoje temos questões de Termometria, Calorimetria e Mudança de estado de agregação. Continue conosco. Mais questões virão, uma mais interessante do que a outra.

Questão 1:

USCS (Universidade Municipal de São Caetano do Sul)
Um atleta, buscando aliviar dores advindas de inflamações em seu braço, de
massax2 kg, fez uso da crioterapia. O processo consistiu na redução em 20 °C da temperatura na região lesionada com o auxílio de uma bolsa contendo 800 g de gelo, inicialmente a – 5 °C. O calor específico do gelo é 0,5 cal/(g·°C), o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g e o calor específico do braço é 0,8 cal/(g.°C). Considerando que tenha havido troca de calor apenas entre o braço e o gelo da bolsa, a quantidade de gelo derretido durante o processo, em gramas, foi igual a

(A) 350.
(B) 400.
(C) 325.
(D) 375.
(E) 425.

Resolução:

Gelo (800 g) é aquecido de -5 °C a 0 °C e uma certa massa m de gelo sofre fusão. O braço, de massa 2000 g, fornece calor sofrendo uma redução de temperatura dex20x°C:

Q_gelo + Q_fusão + Q_braço = 0
800.0,5.[0-(-5)] + m.80 + 2000.0,8.(-20) = 0
2000 + 80m - 32000 = 0
80m = 30000 
m = 375 g 

Resposta: (D)

Questão 2:

(UNIVAG) PROCESSO SELETIVO MEDICINA
Dois materiais A e B, de massas m e 2m, respectivamente, são colocados em contato direto no interior de um calorímetro ideal. Depois de estabelecido o equilíbrio térmico, verificou-se que a variação de temperatura de A foi, em módulo, igual ao dobro da variação da temperatura de B. Não havendo interferência de nenhum outro material, a razão entre os calores específicos de A e B, é igual a

(A) 0,25.
(B) 2,00.
(C) 0,50.
(D) 4,00.
(E) 1,00.

Resolução:

Q_A + Q_B = 0 => m.c_A.2Δθ_B + 2m.c_B.(-Δθ_B) = 0 => c_A/c_B = 1,00
 
Resposta: (E)

Questão 3:

(PUC-SP)
Em um recipiente termicamente isolado, de capacidade térmica desprezível, introduz-se um cubo de gelo a 0 ºC, de massa igual a 135 g. Depois, calor é fornecido ao gelo, até que ele apresente-se completamente liquefeito e a uma temperatura de 4 ºC. Quais são a variação aproximada do volume e a quantidade total de calor fornecido? Considere que todo o calor fornecido foi absorvido exclusivamente pela água nos estados sólido e líquido.
 
Dados:
d_água = 1,0 g/cm³; d_gelo = 0,9 g/cm³;
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g;
calor específico da água = 1 cal/gºC e pressão atmosférica = 1 atm.

a) 13,5 cm³ e 10800 cal
b) 13,5 cm³ e 11340 cal
c) 13,5 cm³ e 43200 cal
d) 15,0 cm³ e 11340 cal
e) 15,0 cm³ e 10800 cal

Resolução:

1) Variação do volume

A fusão do gelo ocorre com contração do volume

d_gelo = m/V_gelo => 0,9 = 135/V_gelo ∴ V_gelo = 150 cm³
d_água = m/V_água => 1,0 = 135/V_água ∴ V_água = 135 cm³
 
O volume do gelo que era de 150 cm³, ao derreter passa a ser 135 cm³. 
Houve uma contração de 15,0 cm³.

2) Quantidade total de calor fornecido:

Q = m.L_f + m.c_água.Δθ
Q = 135.80 + 135.1.(4-0)
Q = 11340 cal

Resposta: (D)

Questão 4:

(Unicamp - 1ª fase)
Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra. Os cálculos dos pesquisadores sugerem que a temperatura média dessa estrela é de T_i = 2700 °C. Considere uma estrela como um corpo homogêneo de massa Mx=x6,0.10²⁴ kg, constituída de um material com calor específico c = 0,5 kJ/(kg.°C). A quantidade de calor que deve ser perdida pela estrela para que ela atinja uma temperatura final de T_f = 700 °C é igual a

a) 24,0 x 10²⁷ kJ,
b) 6,0 x 10²⁷ kJ,
c) 8,1 x 10²⁷ kJ,
d) 2,1 x 10²⁷ kJ.

Resolução:

Q = M.c.ΔT => Q = 6.10²⁴(kg).0,5(kJ/kg.°C).(700-2700)°C
Q = -6,0.10²⁷ kJ (calor perdido)
IQI = 6,0.10²⁷ kJ

Resposta: b