5. 25/05/2015 QUESTÕES DE CONCURSOS, VESTIBULARES E NOTÍCIAS DE CONCURSOS EM ABERTO: Questões resolvidas de vestibulares sobre Ca…
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9) (UFSE) A tabela abaixo apresenta a massa m de cinco objetos de metal, com seus respectivos
calores específicos sensíveis c.
METAL c(cal/gºC) m(g)
Alumínio 0,217 100
Ferro 0,113 200
Cobre 0,093 300
Prata 0,056 400
Chumbo 0,031 500
O objeto que tem maior capacidade térmica é o de:
a) alumínio
b) ferro
c) chumbo
d) prata
e) cobre
Solução:
Bem, a quantidade de calor é calculada da seguinte forma:
Q = mc(TT0),
porém o fator "mc" é conhecido como capacidade calorífica do corpo, uma vez que é medido
a quantitadade de calor, por variação de temperatura. Assim a equação fica:
Q = C (TT0), onde C (maiúsculo é a capacidade térmica).
Assim: C = mc, logo calculando a Capacidade térmica para todos os elementos citados à
cima, podemos distinguir aquele que tem a maior capacidade térmica:
Calumínio= 0,217 . 100 = 21,7 cal/°C
Cferro=0,113 . 200 = 22,6 cal/°C
CCobre= 0,093 . 300 = 27,9 cal/°C
CPrata= 0,056 . 400 = 22,4 cal/°C
Cchumbo = 0,031 . 500 = 15,5 cal/°C
Assim podemos ver que o maior valor de capacidade térmica é o Cobre, letra E.
10) (MACKENZIE) Um bloco de cobre (c = 0,094 cal/gºC) de 1,2kg é colocado num forno até
atingir o equilíbrio térmico. Nessa situação, o bloco recebeu 12 972 cal. A variação da temperatura
sofrida, na escala Fahrenheit, é de:
a) 60ºF
b) 115ºF
c) 207ºF
d) 239ºF
e) 347ºF
Solução:
Q = mc(TT0)
12 972 = 1200.0,094.(TT0)
(TT0) = 12972 / 112,8
(TT0) = 115°C
Convertendo isso em Fahrenheit:
(C/5) = (F32) / 9
(115 / 5) = (F32) / 9
F 32 = 9. 23
7. 25/05/2015 QUESTÕES DE CONCURSOS, VESTIBULARES E NOTÍCIAS DE CONCURSOS EM ABERTO: Questões resolvidas de vestibulares sobre Ca…
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13) (UFPB) Um engenheiro testa materiais para serem usados na fabricação da carroceria de um
automóvel. Entre outras propriedades, é desejável a utilização de materiais com alto calor
específico. Ele verifica que, para aumentar em 3ºC a temperatura de 32 g do material A, é
necessário fornecer 24 cal de calor a esse material. Para obter Para obter o mesmo aumento de
temperatura em 40 g do material B, é preciso 24 cal. Já 50 g do material C necessitam de 15 cal
para sofrer o mesmo acréscimo de temperatura. Os calores específicos dos materiais A, B, C, são
respectivamente:
a) CA = 0,25 cal/ g ºC: CB = 0,20 cal/g ºC; CC = 0,10 cal/g ºC
b) CA = 0,20 cal/ g ºC; CB = 0,35 cal/g º C; CC = 0,15 cal/ g ºC
c) CA = 0,30 cal/ g ºC; CB = 0,10 cal/ g ºC; CC = 0,20 cal/ g ºC
d) CA = 0,35 cal/ g ºC; CB = 0,20 cal/ g ºC; CC = 0,10 cal/ g ºC
e) CA = 0,10 cal/ g ºC; CB = 0,30 cal/ g ºC; CC = 0,25 cal/ g ºC
Solução:
Material A Material B Material C
Q = m.c.ΔΘ 24 = 40.c.3 15 = 50.c.3
24 = 32.c.3 24 = 120.c 15 = 150.c
c = 24/96 c = 24/120 c = 15/150
c = 0,25 cal/ g ºC c = 0,2 cal g ºC c = 0,1 cal/ gºC
14) (UERJ) A quantidade de calor necessária para ferver a água que enche uma chaleira comum
de cozinha é, em calorias, da ordem de:
a) 10^2 b) 10^3 c) 10^4 d) 10^5
1L = 1kg
Q = 1000.1.100
Q = 10^5 Letra D.
15) Com o objetivo de economizar energia, um morador instalou no telhado de sua residência um
coletor solar com capacidade de 1,2 × 108 cal/dia. Toda essa energia foi utilizada paraaquecer 2,0
× 103 L de água armazenada em um reservatório termicamente isolado. De acordo com esses
dados, a variação da temperatura da água (em graus Celsius) ao final de um dia é de:
Dados:
Calor específico da água ca = 1,0 cal/g ºC
Densidade da água da = 1,0 g/cm³
A) 1,2 B) 6,0 C) 12,0 D) 60,0 E) 120, 0
Solução:
Como a densidade da água é 1,0 g / cm³ (que equivale a 1,0 kg / litro), 2000 litros dessa
substância pesarão 2000 kg, ou 2000000 gramas.
m = 2,0 . 10³ kg = 2,0 . 10^6 g
Calor específico = 1 cal / g Cº
Q = 1,2 . 10^8 cal (capacidade diária)
Q = m . c . Δ t
Δ t = Q / m . c
8. 25/05/2015 QUESTÕES DE CONCURSOS, VESTIBULARES E NOTÍCIAS DE CONCURSOS EM ABERTO: Questões resolvidas de vestibulares sobre Ca…
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Δ t = 1,2 . 10^8 / (2,0 . 10^6 . 1,0)
Δ t = 0,6 . 10² Δ t = 60º C Letra D.
16) (UFRGS010) Um corpo de alumínio e outro de ferro possuem massas mAl e
mFer respectivamente. Considere que o calor específico do alumínio é o dobro do calor específico
do ferro.
Se os dois corpos, ao receberem a mesma quantidade de calor Q, sofrem a mesma variação de
temperatura ∆T, as massas dos corpos são tais que
a) mAl = 4mFe. b) mAl = 2mFe. c) mAl = mFe. d) mAl =
mFe/2. e) mAl = mFe/4.
Solução:
Dados QAl = QFe cAl = 2 cFe DTAl = DTFe = DT QAl = QFe mAl cAlDT =
mFe cFe DT mAl 2 cFe = mFe cFe mAl = Letra D.
17) (PUCSP09) Ana, em sua casa de praia, deseja ferver 2 litros de água numa chaleira de
alumínio de 500 g, ambos na temperatura
ambiente de 25°C. No entanto, seu botijão de gás natural possui apenas 1% da sua capacidade
total.
Considerando a perda de calor para o meio ambiente de 35%, a quantidade de gás disponível é:
Considere: Densidade da água = 1 g/cm3 Calor específico da água = 1,0 cal/g°C
Calor específico do alumínio = 0,2 cal/g°C Capacidade total do botijão = 13 kg ou 31 litros
Calor de combustão do gás natural = 12.000 kcal/kg
a) Suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 10 gramas.
b) Suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 20 gramas.
c) Suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 30 gramas.
d) Insuficiente, já que ela precisa de 200 gramas.
e) Insuficiente, já que ela precisa de 300 gramas.
Solução:
18) (UERJRJ09) Um adulto, ao respirar durante um minuto, inspira, em média, 8,0 litros de ar a
20 °C, expelindoos a 37 °C.
13. 25/05/2015 QUESTÕES DE CONCURSOS, VESTIBULARES E NOTÍCIAS DE CONCURSOS EM ABERTO: Questões resolvidas de vestibulares sobre Ca…
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(m.c.DT)1 + (m.c.DT)2 + ... + (m.c.DT)N = 0 Como o líquido é o mesmo em todos os
recipientes (m.DT)1 + (m.DT)2 + ... + (m.DT)N = 0 m.(Tf – T) + (m/2).(Tf – T/2) + ...+
(m/2N1).(Tf – T/2N1) = 0 Ssimplificadas as massas m (Tf – T) + (1/2).(Tf– T/2) + ...+
(1/2N1).(Tf – T/2N1) = 0 Tf – T + (1/2).Tf – T/22 + ...+ (1/2N1)Tf – T/22N 2 = 0 Tf.[1 +
1/2 + 1/4 +... + 1/2N1] = T.[1 + 1/4 + 1/16 + ... + 1/22N – 2] = 0 aplicando a soma dos termos
de uma PG S = a1.(qN – 1)/(q – 1) Tf.2.(1 – 1/2N) = (4T/3).(1 – 1/4N) Tf.(1 – 1/2N) =
(2T/3).(1 – 1/4N) Tf = (2T/3).(1 – 1/4N)/(1 – 1/2N)
b) Para N tendendo a infinito Tf = (2T/3). (1 – 0)/(1 – 0) = 2T/3
30) (MACKENZIESP09) Um calorímetro de capacidade térmica 6 cal/°C contém 80 g de água
(calor específico = 1 cal/g°C) a 20°C. Ao se colocar um bloco metálico de capacidade térmica 60
cal/°C, a 100°C, no interior desse calorímetro, verificouse que a temperatura final de equilíbrio
térmico é 50°C. A quantidade de calor perdida para o ambiente, nesse processo, foi de:
a) 420 cal b) 370 cal c) 320 cal d) 270 cal e) 220 cal
Solução:
31) (UNESPSP) Após assistir a uma aula sobre calorimetria, uma aluna conclui que, para
EMAGRECER sem fazer muito esforço, bastaria tomar água gelada, já que isso obrigaria seu
corpo a ceder calor para a água até que esta atingisse a temperatura de 36,5°C. Depois, esta
água seria eliminada levando consigo toda essa energia e sem fornecer nenhuma energia para o
corpo, já que água “não tem caloria”. Considerando que ela beba, num dia, 8 copos de 250 mL de
água, a uma temperatura de 6,5°C, a quantidade de calor total que o corpo cederá à água para
elevar a sua temperatura até 36,5°C equivale, aproximadamente, a energia fornecida por:
a) uma latinha de refrigerante light – 350 mL (2,5 kcal). b) uma caixinha de água de coco –
300 mL (60 kcal).
c) três biscoitos do tipo água e sal – 18g (75 kcal). d) uma garrafa de bebida isotônica
– 473 mL (113 kcal).
e) um hambúrguer, uma porção de batata frita e um refrigerante de 300 mL (530 kcal).
(Considere o calor específico da água = 1 cal/g°C e sua densidade = 1 g/mL.)
Solução:
dágua=mágua/Vágua 1=mágua/8x250 mágua=2.000g (massa de água ingerida)
quantidade de calor fornecida pelo organismo da menina para elevar a temperatura dessa massa
de água de 6,5oC até 36,5oC Q=m.c.(t – to)=2.000.1.30 Q=60.000cal=60kcal Letra B
32) (UNICAMPSP) Um rapaz deseja tomar banho de banheira com água à temperatura de
30°C, misturando água quente e fria.
Inicialmente, ele coloca na banheira 100 litros de água fria a 20°C. Desprezando a capacidade
térmica da banheira e a perda de calor da água, perguntase:
a) quantos litros de água quente, a 50°C, ele deve colocar na banheira?
b) se a vazão da torneira de água quente é de 0,20 litros/s, durante quanto tempo a torneira
deverá ficar aberta?
Solução:
26. 25/05/2015 QUESTÕES DE CONCURSOS, VESTIBULARES E NOTÍCIAS DE CONCURSOS EM ABERTO: Questões resolvidas de vestibulares sobre Ca…
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Agora pratique
55) (PUCRIO 2008) Quanto calor precisa ser dado a uma placa de vidro de 0,3 kg para
aumentar sua temperatura em 80 °C? (Considere o calor específico do vidro como 70 J/kg °C)
A) 1060 J B) 1567 J C) 1680 J D) 1867 J E) 1976 J
56) (UFMG 2008) Depois de assar um bolo em um forno a gás, Zulmira observa que ela queima a
mão ao tocar no tabuleiro, mas não a queima ao tocar no bolo. Considerandose essa situação, é
CORRETO afirmar que isso ocorre porque:
A) a capacidade térmica do tabuleiro é maior que a do bolo.
B) a transferência de calor entre o tabuleiro e a mão é mais rápida que entre o bolo e a
mão.
C) o bolo esfria mais rapidamente que o tabuleiro, depois de os dois serem retirados do forno.
D) o tabuleiro retém mais calor que o bolo.
57) (PUCRIO 2010) Uma quantidade de água líquida de massa m = 200 g, a uma temperatura
de 30 Cº, é colocada em uma calorímetro junto a 150 g de gelo a 0 Cº. Após atingir o equilíbrio,
dado que o calor específico da água é c = 1,0 cal/(g . Cº) e o calor latente de fusão do gelo é L =
80 cal/g, calcule a temperatura final da mistura gelo + água.
27. 25/05/2015 QUESTÕES DE CONCURSOS, VESTIBULARES E NOTÍCIAS DE CONCURSOS EM ABERTO: Questões resolvidas de vestibulares sobre Ca…
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A) 10 Cº
B) 15 Cº
C) 0 Cº
D) 30 Cº
E) 60 Cº
58) (UFSM RS) Um corpo de 400g e calor específico sensível de 0,20cal/g°C, a uma
temperatura de 10°C, é colocado em contato térmico com outro corpo de 200g e calor específico
sensível de 0,10cal/g°C, a uma temperatura de 60°C. A temperatura final, uma vez estabelecido o
equilíbrio térmico entre os dois corpos, será de:
a) 14°C b) 15°C c) 20°C d) 30°C e) 40°C
59) (VEST RIO RJ) Um confeiteiro, preparando um certo tipo de massa, precisa de água a
40°C para obter melhor fermentação. Seu ajudante pegou água da torneira a 25°C e colocoua
para aquecer num recipiente graduado de capacidade térmica desprezível. Quando percebeu, a
água fervia e atingia o nível 8 do recipiente. Para obter a água na temperatura de que precisa,
deve acrescentar, no recipiente, água da torneira até o seguinte nível:
a) 18 b) 25 c) 32 d) 40 e) 56
60) (PUCCAMP) Uma barra de cobre de massa 200g é retirada do interior de um forno, onde
estava em equilíbrio térmico, e colocada dentro de um recipiente de capacidade térmica 46cal/°C
que contém 200g de água a 20°C. A temperatura final de equilíbrio é de 25°C. A temperatura do
forno, em °C, é aproximadamente igual a: Dado: CCu = 0,03 cal/g°C
a) 140 b) 180 c) 230 d) 280 e) 300