Exercícios resolvidos sobre trocas de calor, mudança de estado físico,calor latente e sensível.

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Aluno: Series: 2º Ano Nº:
Disciplina: Física Professor: Anselmo Roxa Data:03-08-2012
Atividade: SIMULADO NOTA:
01.Colocam-se 500 g de ferro,a 42°C,num recipiente 06. Cefet-PR Quando dois corpos, de materiais
de capacidade térmica desprezível contendo 500 g de diferentes e massas iguais, estão em equilíbrio
água a 20°C. Determine a temperatura final de térmico podemos afirmar que:
equilíbrio térmico. a) ambos possuem a mesma capacidade térmica;
(calor específico do ferro é 0,1 cal/g.°C) b) ambos possuem a mesmo calor específico;
c) ambos possuem a mesma temperatura;
d) ambos possuem a mesma variação térmica;
e) ambos possuem a mesma quantidade de calor.
02. No interior de um calorímetro de capacidade 07. Inicialmente em estado líquido, um corpo com
térmica 6 cal/°C, encontram-se 85 g de um líquido a massa igual a 40g, é resfriado e alcança devido ao
18°C. Um bloco de cobre de massa 120 g e calor resfriamento o estado de fusão. Sabendo que a
específico 0,094 cal/g°C, aquecido a 100°C, é colocado quantidade de calor é 1200 cal, determine o calor
dentro do calorímetro. O equilíbrio térmico se latente de fusão desse corpo.
estabelece a 42°C. Determine o calor
específico do líquido. 08. Um corpo de massa 6g em estado sólido, é
aquecido até o ponto de fusão. Sabendo que o
calor latente do corpo é de 35 cal/g, determine a
03. (U.Mackenzie-SP) Um calorímetro de capacidade quantidade de calor recebida pelo corpo.
térmica 40 cal/°C contém 110 g de água (calor espe-
cífico = 1 cal/g°C) a 90°C. Que massa de alumínio 09. Certa substância, cuja massa é 200 g, inicial-
(calor específico = 0,2 cal/g°C), a 20°C, devemos mente sólida à temperatura de -10 ºC, passa pelas
colocar nesse calorímetro para esfriar a água a 80°C? transformações de fase mostradas no gráfico
abaixo.
04. Um bloco de ferro de 10cm³ é resfriado de 300°C
para 0°C. Quantas calorias o bloco perde para o
ambiente?
Dados: densidade do ferro=7,85g/cm³ e calor
específico do ferro=0,11cal/g.°C
05. Qual a quantidade de calor absorvida para que
1L d'água congelado e à -20°C vaporize e chegue
a temperatura de 130°C.
Dados:
Calor latente de fusão da água: L=80cal/g Determine o calor específico na fase sólida, o
Calor latente de vaporização da água: L=540cal/g calor latente de fusão e a temperatura de
Calor específico do gelo: c=0,5cal/g.°C vaporização dessa substância.
Calor específico da água: c=1cal/g.°C
Calor específico da água(vapor): c=0,48cal/g.°C
Densidade da água: d:1g/cm³

2. SOLUÇÃO: 04.Para calcular a quantidade de calor cedida para o
01.Para que ocorra o equilíbrio térmico os corpos ambiente é necessário saber a massa do bloco de
precisão trocar calor entre si. Então temos: ferro.Esse dado será obtido usando a fórmula da
Ferro Água densidade :
m= 500g m= 500g d= m/v
c=0,1 cl/g.°C c= 1 cal/g.°C 7,85 = m/10  (subst. d=7,85 e v = 10 cm³)
T1= 42 °C T1= 20 °C m=10.7,85 = 78,5g
T2= ? °C T2= ?°C Agora usando a fórmula Q = m.c. T. temos:
Qcedido + Qrecebido = 0 Q= 78,5.0,11.(0 -300)
m.c. T + m.c. T = 0 Q= 78,5.0,11.(-300)
500.0,1.(T2 – 42) + 500.1.(T2 – 20) = 0 Q= 2590,5 cal
50.(T2 – 42) + 500( T2 – 20) = 0
50T2 – 2100 + 500T2 – 10000 = 0 05. Nesta questão a água vai passar do estado sólido
50T2 + 500T2 = 2100 + 10000 para o gasoso.Então, é um problema que envolve
550T2 = 12100 mudança de estado físico.
T2 = 12100/550 Obs: lembre-se que 1L = 1Kg = 1000g
T2 = 22°C GELO  FUSÃO  LÍQUIDO  VAPORIZAÇÃO  VAPOR
(Sensível) (Latente) (Sensível) (Latente) (Sensível)
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5
02. calorímetro líquido cobre Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
C= 6cal/°C m= 85g m= 120g Q1 = m.c. T  1000.0,5. 0 – (-20) = 500.20 = 10 000 cal
T1= 18°C T1= 18°C T1= 100°C Q2 = m.Lf  1000.80 = 80000 cal
T2= 42°C T2= 42°C T2= 42°C Q3= m.c. T  1000.1.(100 – 0) = 1000.100 =100 000 cal
c= ? c = 0,094 Q4= m.Lv  1000.540 = 540000 cal
Vamos calcular Q1 usando a fórmula de capacidade Q5= m.c. T  1000.0,48.(130 -100) =480.30 =14400 cal
térmica: C= , logo Q= C. T Qtotal = 10000 + 80000 + 100000 +540000 + 14400
Qtotal = 744400 cal ou 744,4 Kcal
Q1 + Q 2 + Q3 = 0
06.Dois corpos estão em equilíbrio térmico quando possui a
C. T + m.c. cT + m.c. T = 0 mesma temperatura.
6.(42–18) + 85.c.(42-18) + 120.0,0894.(42-100)= 0 Alternativa”c”
6.24 + 85c.24 + 120.0,094.(-58) = 0
144 + 2040c - 654,24 = 0 07.
2040c = -144 + 654,24 Q = m.Lf
2040c = 510,24 1200 = 40 . L
c= 510,24/2040 L f = 1200/30
c = 0,25 cal/g°C Lf= 30 cal/g
08. Q = m. L
03.
Q = 6.35
calorímetro Água Alumínio Q = 210 cal
C = 40 cal/°C m= 110g m= ?
T1= 90°C T1= 90°C T1= 20°C 09. A fase sólida ocorre de -10 °C a 5°C e essa variação de
T2= 80°C T2= 80°C T2= 80°C temperatura necessitou,segundo o gráfico de 1500 cal. Por
c= 1 cl/g.°C c= 0,2 cal/g°C tanto, para calcular o calor específico na fase sólida
faremos:
Q1 + Q2 + Q3 = 0 Q= m.c. T  1500 = 200.c. 5 –(-10)
C. T + m.c. T + m.c. T = 0 1500 = 200.c.15
40.(80-90) + 110.1.(80-90) + m.0,2.(80-20) = 0 1500 = 3000c
40.(-10) + 110.1.(-10) + m.0,2.60 = 0 c = 1500/3000
-400 - 1100 + 12m = 0 c = 0,5 cal/g°C
12m = 400 + 1100 O calor latente de fusão será dado na expressão:
12m = 1500 Q=m . L. Durante a fusão foram gastos 2000 cal.
m= Q= m.L
2000 = 200 . L
m= 125 g
L = 2000/200
L = 10 cal/g
Temperatura de vaporização ocorre a 35°C .