206 calorimetria

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Calorimetria Densidade (massa específica) da água:
UNESP 7a) A respeito da informação “O da=1000kg/m3; 1m3 = 1000l. Temperatura de
calor específico de uma substância pode ser ebulição da água na região: te = 100°C.
considerado constante e vale 3 J/(g°C)”. Três a)
estudantes, I, II e III, forneceram as explicações
seguintes.
I – Se não ocorrer mudança de estado, a
transferência de 3 joules de energia térmica para
1 grama dessa substância provoca elevação de 1
grau Celsius na sua temperatura.
II – Qualquer massa em gramas de um
corpo construído com essa substância necessita
de 3 joules de energia térmica para que sua
temperatura se eleve de 1 grau Celsius. b) 460 kJ
III – Se não ocorrer mudança de estado, a UNESP 46b) Uma panela com água é
transferência de 1 joule de energia térmica para aquecida de 25°C para 80°C. A variação de
3 gramas dessa substância provoca elevação de temperatura sofrida pela panela com água, nas
1 grau Celsius na sua temperatura. escalas Kelvin e Fahrenheit, foi de
Dentre as explicações apresentadas, a) 32 K e 105°F.
b) 55 K e 99°F.
(A) apenas I está correta. c) 57 K e 105°F.
(B) apenas II está correta. d) 99 K e 105°F.
(C) apenas III está correta. e) 105 K e 32°F.
(D) apenas I e II estão corretas.
(E) apenas II e III estão corretas. UNESP 18) Um cowboy atira contra uma
parede de madeira de um bar. A massa da bala
UNESP 19) Uma estudante põe 1,0l de de prata é 2 g e a velocidade com que esta bala é
água num recipiente graduado, a temperatura disparada é de 200 m/s. É assumido que toda a
ambiente de 20°C, e o coloca para ferver num energia térmica gerada pelo impacto permanece
fogão de potência constante. Quando retira o na bala.
recipiente do fogão, a água pára de ferver e a a) Determine a energia cinética da bala
estudante nota que restaram 0,80l de água no antes do impacto.
recipiente. Despreze o calor absorvido pelo b) Dado o calor específico da prata 234
recipiente, a sua dilatação e a dilatação da água. J/kg°C, qual a variação de temperatura da bala,
a) Faça o esboço do gráfico t (°C) x Q (J) supondo que toda a energia cinética é
que representa esse aquecimento, onde t (°C) é a transformada em calor no momento que a bala
temperatura da água contida no recipiente e Q penetra na madeira?
(J) é a quantidade de calor absorvida pela água.
a) 40J
Coloque, pelo menos, os pontos correspondentes
b) 85,5°C
à temperatura inicial, à temperatura e quantidade
de calor absorvida no início da ebulição e à
temperatura e quantidade de calor quando a água UNESP 42c) A figura mostra os gráficos
é retirada do fogo. das temperaturas em função do tempo de
b) Suponha que toda a água que falta tenha aquecimento, em dois experimentos separados,
sido vaporizada. Qual a energia desperdiçada de dois sólidos, A e B, de massas iguais, que se
nesse processo? Justifique. liquefazem durante o processo. A taxa com que
São dados: o calor é transferido no aquecimento é constante
Calor específico da água: ca=4200J/kg.°C). e igual nos dois casos.
Calor latente de vaporização da água: Lv =
2300000 J/kg.


UNESP 16) Uma quantidade de vapor de
água, inicialmente a 130°C, é necessária para
aquecer 200 g de água de 20°C a 50°C, contida
em um recipiente de vidro de 100g.
Considerando o calor específico do vapor cv =
2,01 x 103 J/(kg.°C), o calor latente de
vaporização L = 2,26 x 106 J/kg, o calor
específico da água ca = 4,19 x 103 J/(kg.°C), o
calor específico do vidro cvi = 837 J/(kg.°C), e
considerando o sistema termicamente isolado e
em equilíbrio térmico após o aquecimento da
água, determine:
Se TA e TB forem as temperaturas de a) a quantidade total de calor Q cedida
fusão e LA e LB os calores latentes de fusão de durante os estágios necessários para aquecer a
A e B, respectivamente, então água, em função da massa do vapor mx;
a) TA > TB e LA > LB. b) a massa mx do vapor.
b) TA > TB e LA = LB.
c) TA > TB e LA < LB. a) QT = 2,53 . 106 mx (J) (para mx em kg)
d) T < T e L > L . b) 1,09 . 10–2kg
A B A B
e) TA < TB e LA = LB.
UNESP 42b) Nos quadrinhos da tira, a
UNESP 15) Duas peças metálicas de mãe menciona as fases da água conforme a
massas iguais, uma de ferro e a outra de mudança das estações.
chumbo, inicialmente a 100°C, são colocadas
em contacto térmico com um grande bloco de
gelo a 0°C. Após o equilíbrio térmico das peças
com o gelo, o calor fornecido pela peça de ferro
deixa mF gramas de gelo fundido, enquanto que
o calor fornecido pela peça de chumbo deixa mC
gramas de gelo fundido. O calor específico do
ferro vale aproximadamente Entendendo “boneco de neve” como sendo
0,45 J/g·°C e o do chumbo, 0,15 J/g·°C. “boneco de gelo” e que com o termo “evaporou”
a) Qual o valor da razão mF/mC? a mãe se refira à transição água → vapor, pode-
b) Sabendo que mF = 90 g e que o calor se supor que ela imaginou a seqüência
latente de fusão do gelo vale 320 J/g, qual o gelo→água→vapor→ água. As mudanças de
valor da massa M de cada peça metálica? estado que ocorrem nessa seqüência são
a) fusão, sublimação e condensação.
a) 3
b) fusão, vaporização e condensação.
b) 640 g
c) sublimação, vaporização e condensação.
d) condensação, vaporização e fusão.
UNESP 42e) A temperatura mais alta e) fusão, vaporização e sublimação.
registrada sobre a Terra foi de 136°F, em Azizia,
Líbia, em 1922, e a mais baixa foi de –127°F, na UNESP 17) Uma quantidade de 1,5 kg de
estação Vostok, Antártica, em 1960. Os valores certa substância encontra-se inicialmente na fase
dessas temperaturas, em °C, são, sólida, à temperatura de –20°C. Em um processo
respectivamente, a pressão constante de 1,0 atm, ela é levada à
a) 53,1 e –76,3. fase líquida a 86°C. A potência necessária nessa
b) 53,1 e –88,3. transformação foi de 1,5 kJ/s. O gráfico na
c) 57,8 e –76,3. figura mostra a temperatura de cada etapa em
d) 57,8 e –79,3. função do tempo.
e) 57,8 e –88,3.


quando em equilíbrio térmico com esse meio.
Assim, para calibrar esse termômetro na escala
Celsius, ele toma como referências as
temperaturas de fusão do gelo e de ebulição da
água. Depois de várias medidas, ele obtém a
curva apresentada na figura.

Calcule
a) o calor latente de fusão Lf.
b) o calor necessário para elevar a
temperatura de 1,5kg dessa substância de 0 a
86°C.
a) 330 kJ/kg A correspondência entre a temperatura T,
b) 540 kJ em °C, e a resistência elétrica R, em Ω, é dada
pela equação
a) T = 100 x (R – 16) / 6,6.
UNESP 42e) O gráfico representa a b) T = 100 x 6,6 / (R – 16).
temperatura em função do tempo de um líquido c) T = (R – 6,6) / (6,6 x 100).
aquecido em um calorímetro. d) T = 100 x (R – 16) / 16.
e) T = 100 x (R – 6,6) / 16.

UNESP 19) Um aquecedor elétrico
fechado contém inicialmente 1 kg de água a
temperatura de 25ºC e é capaz de fornecer 300
cal a cada segundo. Desconsiderando perdas de
calor, e adotando 1 cal/(gºC) para o calor
específico da água e 540 cal/g para o calor
latente, calcule
a) o tempo necessário para aquecer a água
até o momento em que ela começa a evaporar.
Considerando-se desprezível a capacidade b) a massa do vapor formado, decorridos
térmica do calorímetro e que o aquecimento foi 520 s a partir do instante em que o aquecedor foi
obtido através de uma resistência elétrica, ligado.
dissipando energia à taxa constante de 120 W, a a) 250s
capacidade térmica do líquido vale b) 150g
(A) 12 J/oC.
(B) 20 J/oC. UNESP 44d) Uma garrafa térmica possui
(C) 120 J/oC. em seu interior 1,0 kg de água a 80ºC. Meia hora
(D) 600 J/oC. depois, a temperatura da água caiu para 50ºC.
(E) 1200 J/oC. Nessas condições, e lembrando que o calor
específico da água é 1,0 cal/(gºC), o fluxo de
UNESP 44A) Um estudante desenvolve calor perdido pela água foi em média de
um termômetro para ser utilizado (A) 1,0 cal/min.
especificamente em seus trabalhos de (B) 100 cal/min.
laboratório. Sua idéia é medir a temperatura de (C) 500 cal/min.
um meio fazendo a leitura da resistência elétrica (D) 1 000 cal/min.
de um resistor, um fio de cobre, por exemplo, (E) 4 180 cal/min.


UNESP 19) Uma panela de alumínio, de pode coexistir na fase sólida, líquida e gasosa.
massa 100g, com 0,500kg de água em seu Pode-se afirmar que
interior, é aquecida em um fogão, passando de a) apenas a afirmação I é correta.
30°C para 100°C. Dados: calor específico da b) apenas as afirmações I e II são corretas.
água = 1,00 cal/(g°C) e calor específico do c) apenas as afirmações I e III são corretas.
alumínio = 0,215 cal/(g°C), e estimando que d) apenas as afirmações II e III são
30% do calor fornecido pela chama sejam corretas.
perdidos para o ambiente, determinar: e) as afirmações I, II e III são corretas.
a) o calor absorvido pelo sistema formado
pela panela com a água; UNESP 45b) Considere o diagrama para
b) o calor fornecido pelo fogão ao sistema. uma determinada substância.
a) Qabsorvido = 36505 cal
b) Qfornecido = 52150cal

Sabendo-se que a transformação ocorre no
sentido de A para D, pode-se afirmar que no
trecho
(A) AB a substância está na fase líquida.
(B) BC está ocorrendo fusão ou
vaporização.
(C) CD há apenas vapor.
UNESP 43d) Em um dia ensolarado, a (D) BC há uma mistura de líquido e vapor.
potência média de um coletor solar para (E) CD está ocorrendo transição de fase.
aquecimento de água é de 3 kW. Considerando a
taxa de aquecimento constante e o calor UNESP 37a) Desde 1960, o Sistema
específico da água igual a 4200J/kg.°C), o Internacional de Unidades (SI) adota uma única
tempo gasto para aquecer 30 kg de água de 25°C unidade para quantidade de calor, trabalho e
para 60°C será, em minutos, de energia, e recomenda o abandono da antiga
a) 12,5. unidade ainda em uso. Assinale a alternativa que
b) 15. indica na coluna I a unidade adotada pelo SI e na
c) 18. coluna II a unidade a ser abandonada.
d) 24,5.
e) 26.

UNESP 44c) Considere seus
conhecimentos sobre mudanças de fase e analise
as afirmações I, II e III, referentes à substância
água, um recurso natural de alto valor.
I. Durante a transição de sólido para
líquido, a temperatura não muda, embora uma
quantidade de calor tenha sido fornecida à água.
II. O calor latente de condensação da água UNESP 42e) Segundo a Biblioteca Virtual
tem um valor diferente do calor latente de Leite Lopes, O calor de combustão de um
vaporização. combustível é a quantidade de calor que 1 grama
III.Em determinadas condições, a água da substância produz, ao ser completamente


queimada.(www.prossiga.br/leitelopes/) uma xícara da água a 0 ºC com
O calor de combustão do carvão vegetal (A) três xícaras de água fervendo.
pode ter valores muito variáveis, mas um valor (B) duas xícaras e meia de água fervendo.
médio bem aceito é 3,0·107J/kg. Nesse caso, (C) duas xícaras de água fervendo.
sabendo-se que o calor específico da água é (D) uma xícara e meia de água fervendo.
4,2·103 J/(kg·ºC), e supondo que não haja (E) meia xícara de água fervendo.
perdas, a massa de carvão que, completamente
queimada, fornece a quantidade de calor UNESP 70E) Um termoscópio é um
necessária para elevar a temperatura de 1,0 kg dispositivo experimental, como o mostrado na
de água de 28 ºC à fervura (100ºC), em gramas, figura, capaz de indicar a temperatura a partir da
é aproximadamente de variação da altura da coluna de um líquido que
(A) 600. existe dentro dele. Um aluno verificou que,
(B) 300. quando a temperatura na qual o termoscópio
(C) 150. estava submetido era de 10 oC, ele indicava uma
(D) 50. altura de 5 mm. Percebeu ainda que, quando a
(E) 10. altura havia aumentado para 25 mm, a
temperatura era de 15 oC.
UNESP 15) Em um acampamento, um
grupo de estudantes coloca 0,50 L de água, à
temperatura ambiente de 20 ºC, para ferver, em
um lugar onde a pressão atmosférica é normal.
Depois de 5,0 min, observam que a água começa
a ferver, mas distraem-se, e só tiram a panela do
fogão depois de mais 10 min, durante os quais a
água continuou fervendo. Qual a potência
calorífica do fogão e o volume de água contido
na panela ao final desses 15 min de Quando a temperatura for de 20 oC, a
aquecimento? Despreze o calor perdido para o altura da coluna de líquido, em mm, será de
ambiente e o calor absorvido pelo material de (A) 25.
que é feita a panela; suponha que o fogão (B) 30.
forneça calor com potência constante durante (C) 35.
todo tempo. Adote para a densidade da água: (D) 40.
ρágua=1,0·kg/L. (E) 45.
São dados: calor específico da água:
cágua=4,2·103 J/(kg·ºC); calor latente de UNESP 82c) As pontes de hidrogênio
vaporização da água: Lágua=2,3·106 J/kg. Dê a entre moléculas de água são mais fracas que a
resposta com dois algarismos significativos. ligação covalente entre o átomo de oxigênio e os
5,6x102W ; 0,35l átomos de hidrogênio. No entanto, o número de
ligações de hidrogênio é tão grande (bilhões de
UNESP 44d) Uma cozinheira, moradora moléculas em uma única gota de água) que estas
de uma cidade praiana, não dispunha de um exercem grande influência sobre as propriedades
termômetro e necessitava obter água a uma da água, como, por exemplo, os altos valores do
temperatura de 60 ºC. Resolveu, então, misturar calor específico, do calor de vaporização e de
água fervendo com água proveniente de um solidificação da água. Os altos valores do calor
pedaço de gelo que estava derretendo. Considere específico e do calor de vaporização da água são
o sistema isolado, ou seja, que a troca de calor fundamentais no processo de regulação de
só se estabeleceu entre as quantidades de água temperatura do corpo humano. O corpo humano
misturadas e, ainda, que a cozinheira usou a dissipa energia, sob atividade normal por meio
mesma xícara nas suas medições. A cozinheira do metabolismo, equivalente a uma lâmpada de
só chegaria ao seu objetivo se tivesse misturado 100 W. Se em uma pessoa de massa 60 kg todos


os mecanismos de regulação de temperatura (D) 50,0 g.
parassem de funcionar, haveria um aumento de (E) 60,3 g.
temperatura de seu corpo. Supondo que todo o
corpo é feito de água, em quanto tempo, UNIFESP 18. Um resistor para chuveiro
aproximadamente, essa pessoa teria a elétrico apresenta as seguintes especificações:
temperatura de seu corpo elevada em 5 ºC? Tensão elétrica: 220 V.
Dado: calor específico da água ≅ 4,2 × Resistência elétrica (posição I): 20,0 Ω.
103J/kg·ºC. Resistência elétrica (posição II): 11,0 Ω.
(A) 1,5 h. Potência máxima (posição II): 4 400 W.
(B) 2,0 h. Uma pessoa gasta 20 minutos para tomar
(C) 3,5 h. seu banho, com o chuveiro na posição II, e com
(D) 4,0 h. a água saindo do chuveiro à temperatura de
(E) 5,5 h. 40°C. Considere que a água chega ao chuveiro à
temperatura de 25°C e que toda a energia
(A) Kelvin, pois trata-se de um trabalho dissipada pelo resistor seja transferida para a
científico e esta é a unidade adotada pelo água. Para o mesmo tempo de banho e a mesma
Sistema Internacional. variação de temperatura da água, determine a
(B) Fahrenheit, por ser um valor inferior economia que essa pessoa faria, se utilizasse o
ao zero absoluto e, portanto, só pode ser medido chuveiro na posição I,
nessa escala. a) no consumo de energia elétrica, em
(C) Fahrenheit, pois as escalas Celsius e kWh, em um mês (30 dias);
Kelvin não admitem esse valor numérico de b) no consumo de água por banho, em
temperatura. litros, considerando que na posição I gastaria 48
(D) Celsius, pois só ela tem valores litros de água.
numéricos negativos para a indicação de
temperaturas. Dados:
(E) Celsius, por tratar-se de uma matéria calor específico da água: 4 000 J/kg°C.
publicada em língua portuguesa e essa ser a densidade da água: 1 kg/L.
unidade adotada oficialmente no Brasil. a) 19,8 kWh
b) 40l ou 39,3l
UNIFESP 53c. Sobrefusão é o fenômeno
em que um líquido permanece nesse estado a
uma temperatura inferior à de solidificação, para UNIFESP 52d. Dois corpos, A e B, com
a correspondente pressão. Esse fenômeno pode massas iguais e a temperaturas tA=50oC e
ocorrer quando um líquido cede calor tB=10oC, são colocados em contato até atingirem
lentamente, sem que sofra agitação. Agitado, a temperatura de equilíbrio. O calor específico
parte do líquido solidifica, liberando calor para o de A é o triplo do de B. Se os dois corpos estão
restante, até que o equilíbrio térmico seja isolados termicamente, a temperatura de
atingido à temperatura de solidificação para a equilíbrio é
respectiva pressão. Considere uma massa de 100 (A) 28 oC.
g de água em sobrefusão a temperatura de – (B) 30 oC.
10°C e pressão de 1 atm, o calor específico da (C) 37 oC.
água de 1 cal/g°C e o calor latente de (D) 40 oC.
solidificação da água de –80 cal/g. A massa de (E) 45 oC.
água que sofrerá solidificação se o líquido for
agitado será UNIFESP 53c. Em dias muito quentes e
secos, como os do último verão europeu, quando
(A) 8,7 g. as temperaturas atingiram a marca de 40 oC,
(B) 10,0 g. nosso corpo utiliza-se da transpiração para
(C) 12,5 g. transferir para o meio ambiente a energia


excedente em nosso corpo. Através desse
mecanismo, a temperatura de nosso corpo é
regulada e mantida em torno de 37 oC. No UNIFESP 52c. O SI (Sistema
processo de transpiração, a água das gotas de Internacional de unidades) adota como unidade
suor sofre uma mudança de fase a temperatura de calor o joule, pois calor é energia. No
constante, na qual passa lentamente da fase entanto, só tem sentido falar em calor como
líquida para a gasosa, consumindo energia, que é energia em trânsito, ou seja, energia que se
cedida pelo nosso corpo. Se, nesse processo, transfere de um corpo a outro em decorrência da
uma pessoa perde energia a uma razão de 113 diferença de temperatura entre eles. Assinale a
J/s, e se o calor latente de vaporização da água é afirmação em que o conceito de calor está
de 2,26 × 103J/g, a quantidade de água perdida empregado corretamente.
na transpiração pelo corpo dessa pessoa, em 1
hora, é de (A) A temperatura de um corpo diminui
(A) 159 g. quando ele perde parte do calor que nele estava
(B) 165 g. armazenado.
(C) 180 g. (B) A temperatura de um corpo aumenta
(D) 200 g. quando ele acumula calor.
(E) 225 g. (C) A temperatura de um corpo diminui
quando ele cede calor para o meio ambiente.
(D) O aumento da temperatura de um
UNIFESP 53a. Um termômetro é corpo é um indicador de que esse corpo
encerrado dentro de um bulbo de vidro onde se armazenou calor.
faz vácuo. Suponha que o vácuo seja perfeito e (E) Um corpo só pode atingir o zero
que o termômetro esteja marcando a temperatura absoluto se for esvaziado de todo o calor nele
ambiente, 25oC. Depois de algum tempo, a contido.
temperatura ambiente se eleva a 30oC. Observa-
se, então, que a marcação do termômetro
(A) eleva-se também, e tende a atingir o UNIFESP 54c. Qualquer dos seus leitores
equilíbrio térmico com o ambiente. que tenha a ventura de residir em meio ao
(B) mantém-se a 25oC, qualquer que seja a romântico cenário do País de Gales ou da
temperatura ambiente. Escócia poderia, não tenho dúvida, confirmar
(C) tende a reduzir-se continuamente, meus experimentos medindo a temperatura no
independente da temperatura ambiente. topo e na base de uma cascata. Se minhas
(D) vai se elevar, mas nunca atinge o observações estão corretas, uma queda de 817
equilíbrio térmico com o ambiente. pés deve gerar um grau de calor, e a temperatura
(E) tende a atingir o valor mínimo da do rio Niágara deve subir cerca de um quinto de
escala do termômetro. grau por causa de sua queda de 160 pés. Esse
trecho foi publicado em 1845 por James P. Joule
UNIFESP 16. Avalia-se que um atleta de na seção de cartas da revista inglesa
60 kg, numa prova de 10000 m rasos, Philosophical Magazine e ilustra os resultados
desenvolve uma potência média de 300 W. por ele obtidos em suas experiências para a
a) Qual o consumo médio de calorias determinação do equivalente mecânico do calor.
desse atleta, sabendo que o tempo dessa prova é Sendo cágua = 4 200 J/(kgºC) o calor
de cerca de 0,50 h? Dado: 1 cal = 4,2 J. específico da água, adotando g = 10 m/s 2 , 817
b) Admita que a velocidade do atleta é pés = 250 m e 160 pés = 50 m, pode-se afirmar
constante. Qual a intensidade média da força que, ao se referir a “um grau de calor” e a “um
exercida sobre o atleta durante a corrida? quinto de grau”, Joule está exprimindo valores
a) 1,3 . 105 cal de temperatura que, em graus Celsius, valem
b) Fres = 0 aproximadamente
Fmuscular = Fat = Far = 54N


(A) 5,0 e 1,0. a energia desperdiçada na transformação da água
(B) 1,0 e 0,20. em vapor foi aproximadamente de:
(C) 0,60 e 0,12. (A) 25 000 J.
(D) 0,30 e 0,060. (B) 115 000 J.
(E) 0,10 e 0,020. (C) 230 000 J.
(D) 330 000 J.
UNIFESP 52D. Em uma experiência de (E) 460 000 J.
laboratório, um aluno mede a temperatura de
uma pequena quantidade de água contida em um UNIFESP 53E. O gráfico mostra as curvas
tubo de ensaio (a água e o tubo foram de quantidade de calor absorvido em função da
previamente aquecidos e estão em equilíbrio temperatura para dois corpos distintos: um bloco
térmico). Para isso, imerge nessa água um de metal e certa quantidade de líquido.
termômetro de mercúrio em vidro que, antes da
imersão, marcava a temperatura ambiente: 20
ºC. Assim que todo o bulbo do termômetro é
imerso na água, a coluna de mercúrio sobe
durante alguns segundos até atingir 60 ºC e logo
começa a baixar. Pode-se afirmar que a
temperatura da água no instante em que o
termômetro nela foi imerso era
(A) de 60 ºC, pois o termômetro nunca
interfere na medida da temperatura e o calor O bloco de metal, a 115 ºC, foi colocado
perdido para o ambiente, nesse caso, é em contato com o líquido, a 10 ºC, em um
desprezível. recipiente ideal e isolado termicamente.
(B) de 60 ºC porque, nesse caso, embora Considerando que ocorreu troca de calor
possa haver perda de calor para o termômetro e somente entre o bloco e o líquido, e que este não
para o ambiente, essas perdas não se se evaporou, o equilíbrio térmico ocorrerá a
manifestam, pois a medida da temperatura é (A) 70 ºC.
instantânea. (B) 60 ºC.
(C) maior do que 60 ºC; a indicação é (C) 55 ºC.
menor exclusivamente por causa da perda de (D) 50 ºC.
calor para o ambiente, pois o termômetro não (E) 40 ºC.
pode interferir na medida da temperatura.
(D) maior do que 60 ºC e a indicação é 14. 0,50 kg de uma substância a
menor principalmente por causa da perda de temperatura T0 = 40 ºC, na fase líquida, é
calor para o termômetro. colocado no interior de um refrigerador, até que
(E) menor do que 60 ºC porque, nesse a sua temperatura atinja T1 = –10 ºC. A
caso, a água absorve calor do ambiente e do quantidade de calor transferida em função da
termômetro. temperatura é apresentada no gráfico da figura.
UNIFESP 53B. A enfermeira de um posto
de saúde resolveu ferver 1,0 litro de água para
ter uma pequena reserva de água esterilizada.
Atarefada, ela esqueceu a água a ferver e quando
a guardou verificou que restaram 950 mL. Sabe-
se que a densidade da água é 1,0·103 kg/m3, o
calor latente de vaporização da água é 2,3·106
J/kg e supõe-se desprezível a massa de água que
evaporou ou possa ter saltado para fora do
recipiente durante a fervura. Pode-se afirmar que


A parte do gráfico correspondente ao Unicamp 7) Desconfiada de que o anel que
intervalo de –10 ºC a 2,0 ºC foi ampliada e ganhara do namorado não era uma liga de ouro
inserida na figura, à direita do gráfico completo. de boa qualidade, uma estudante resolveu tirar a
Calcule: dúvida, valendo-se de um experimento de
a) o calor latente específico de calorimetria baseado no fato de que metais
solidificação. diferentes possuem diferentes calores
b) o calor específico na fase sólida. específicos. Inicialmente, a estudante deixou o
a) 3,0 . 105 J/kg anel de 4,0g por um longo tempo dentro de uma
b) 2,0 . 103 J/kg.°C vasilha com água fervente (100 °C). Tirou,
então, o anel dessa vasilha e o mergulhou em um
UNIFESP 14. Em uma experiência de outro recipiente, bem isolado termicamente,
Termologia, analisou-se a variação da contendo 2ml de água a 15°C. Mediu a
temperatura, medida em graus Celsius, de 100 g temperatura final da água em equilíbrio térmico
de uma substância, em função da quantidade de com o anel. O calor específico da água é igual a
calor fornecido, medida em calorias. Durante o 1,0cal/g°C, e sua densidade é igual a 1,0g/cm3.
experimento, observou-se que, em uma Despreze a troca de calor entre a água e o
determinada etapa do processo, a substância recipiente.
analisada apresentou mudança de fase sólida a) Sabendo-se que o calor específico do
para líquida. Para visualizar o experimento, os ouro é cAu=0,03cal/g°C, qual deveria ser a
dados obtidos foram apresentados em um temperatura final de equilíbrio se o anel fosse de
gráfico da temperatura da substância como ouro puro?
função da quantidade de calor fornecido. b) A temperatura final de equilíbrio
medida pela estudante foi de 22°C. Encontre o
calor específico do anel.
c) A partir do gráfico e da tabela
abaixo, determine qual é a porcentagem de ouro
do anel e quantos quilates ele tem.

Determine:
a) O calor específico da substância na fase
líquida e seu calor latente específico de fusão.
b) Após a substância atingir a temperatura
de 80 ºC, cessou-se o fornecimento de calor e
adicionou-se à ela 50 g de gelo a 0 ºC. Supondo
que a troca de calor ocorra apenas entre o gelo e
a substância, determine a massa de água, fase
líquida, em equilíbrio térmico.
Dados:
Calor latente de fusão do gelo: L = 80
cal/g
Calor específico da água: c = 1,0 cal/(gºC) a) ~ 19,8°C
a) 0,10 cal/g°C, 4,0 cal/g b) ~ 0,045cal/g°C
b) 12,5g (fase líquida) c) 75% de Au e 18 quilates


b) Ao solidificar-se, a água a 0°C perde estimar o tempo de duração de um botijão, um
uma quantidade de calor que é proporcional à fator relevante é a massa de gás consumida por
massa de água transformada em gelo. A hora. Mantida a taxa de geração de calor das
constante de proporcionalidade Ls é chamada de condições acima, e desconsideradas as perdas de
calor latente de solidificação. Sabendo-se que o calor, a massa de gás consumida por hora, em
calor latente de solidificação e a densidade do uma boca de gás desse fogão, é
gelo valem, respectivamente, Ls=80cal/g e aproximadamente
ρg=0,90g/cm3, calcule a quantidade de calor
trocado entre a água e o ar para que a espessura
do gelo aumente de 5,0cm para 15cm.
a) 1,6x102cal/s
b) 1,4x107cal
a) 8g
b) 12g
Unicamp 7) Em determinados meses do
c) 48g
ano observa-se significativo aumento do número
d) 320g
de estrelas cadentes em certas regiões do céu,
e) 1920g
número que chega a ser da ordem de uma
centena de estrelas cadentes por hora. Esse
Fuvest 13b) Dois recipientes iguais A e B,
fenômeno é chamado de chuva de meteoros ou
contendo dois líquidos diferentes, inicialmente a
chuva de estrelas cadentes, e as mais
20°C, são colocados sobre uma placa térmica, da
importantes são as chuvas de Perseidas e de
qual recebem aproximadamente a mesma
Leônidas. Isso ocorre quando a Terra cruza a
quantidade de calor. Com isso, o líquido em A
órbita de algum cometa que deixou uma nuvem
atinge 40°C, enquanto o líquido em B, 80°C. Se
de partículas no seu caminho. Na sua maioria,
os recipientes forem retirados da placa e seus
essas partículas são pequenas como grãos de
líquidos misturados, a temperatura final da
poeira, e, ao penetrarem na atmosfera da Terra,
mistura ficará em torno de
são aquecidas pelo atrito com o ar e produzem
os rastros de luz observados.
a) Uma partícula entra na atmosfera
terrestre e é completamente freada pela força de
atrito com o ar após se deslocar por uma
distância de 1,5 km . Se sua energia cinética
inicial é igual a Ec=4,5x104J, qual é o módulo da a) 45°C
força de atrito média? Despreze o trabalho do b) 50°C
peso nesse deslocamento. b) Considere que uma c) 55°C
partícula de massa m=0,1g sofre um aumento de d) 60°C
temperatura de ∆θ=2400°C após entrar na e) 65°C
atmosfera. Calcule a quantidade de calor
necessária para produzir essa elevação de Fuvest 14e) Um aquecedor elétrico é
temperatura se o calor específico do material mergulhado em um recipiente com água a 10º C
que compõe apartícula é c=0,90J e, cinco minutos depois, a água começa a ferver
a 100ºC. Se o aquecedor não for desligado, toda
a) 30N
a água irá evaporar e o aquecedor será
b) 216J
danificado. Considerando o momento em que a
água começa a ferver, a evaporação de toda a
Fuvest 68c) Um fogão, alimentado por um água ocorrerá em um intervalo de
botijão de gás, com as características descritas aproximadamente
no quadro abaixo, tem em uma de suas bocas
um recipiente com um litro de água que leva
10minutos para passar de 20oC a 100oC. Para


a) 4,32 kg.
b) 120 kg.
c) 240 kg.
d) 3x104 kg.
e) 3,6x104 kg.

Ita 22) Inicialmente 48g de gelo a 0°C são
Fuvest 84c) Um trocador de calor consiste colocados num calorímetro de alumínio de 2,0g,
em uma serpentina, pela qual circulam 18litros também a 0°C. Em seguida, 75g de água a 80°C
de água por minuto. A água entra na serpentina à são despejados dentro desse recipiente. Calcule
temperatura ambiente (20ºC) e sai mais quente. a temperatura final do conjunto. Dados: calor
Com isso, resfria-se o líquido que passa por uma latente do gelo Lg=80cal/g, calor específico da
tubulação principal, na qual a serpentina está água cH2O=1,0cal g–1°C–1, calor específico do
enrolada. Em uma fábrica, o líquido a ser alumínio cAl=0,22 cal g–1°C–1.
resfriado na tubulação principal é também água,
17,50°C
a 85 ºC, mantida a uma vazão de 12litros por
minuto. Quando a temperatura de saída da água
da serpentina for 40ºC, será possível estimar que Ita 7B) Um bloco de gelo com 725g de
a água da tubulação principal esteja saindo a massa é colocado num calorímetro contendo
uma temperatura T de, aproximadamente, 2,50kg de água a uma temperatura de 5,0°C,
verificando-se um aumento de 64g na massa
desse bloco, uma vez alcançado o equilíbrio
térmico. Considere o calor específico da água
(c=1,0 cal/g°C) o dobro do calor específico do
gelo, e o calor latente de fusão do gelo de 80
cal/g. Desconsiderando a capacidade térmica do
calorímetro e a troca de calor com o exterior,
assinale a temperatura inicial do gelo.
a) –191,4°C
b) –48,6°C
a) 75 ºC c) –34,5°C
b) 65 ºC d) –24,3°C
c) 55 ºC e) –14,1°C
d) 45 ºC
e) 35 ºC Ita 9B) Um corpo indeformável em
repouso é atingido por um projétil metálico com
Fuvest 86b) Energia térmica, obtida a a velocidade de 300m/s e a temperatura de 0°C.
partir da conversão de energia solar, pode ser Sabe-se que, devido ao impacto, 1/3 da energia
armazenada em grandes recipientes isolados, cinética é absorvida pelo corpo e o restante
contendo sais fundidos em altas temperaturas. transforma-se em calor, fundindo parcialmente o
Para isso, pode-se utilizar o sal nitrato de sódio projétil. O metal tem ponto de fusão tf=300°C,
(NaNO3), aumentando sua temperatura de 300 oC calor específico c=0,02 cal/g°C e calor latente
para 550oC, fazendo-se assim uma reserva para de fusão Lf= 6cal/g. Considerando 1 cal ≅ 4J, a
períodos sem insolação. Essa energia fração x da massa total do projétil metálico que
armazenada poderá ser recuperada, com a se funde é tal que
temperatura do sal retornando a 300oC. Para a)x< 0,25.
armazenar a mesma quantidade de energia que b) x=0,25.
seria obtida com a queima de 1L de gasolina, c) 0,25 <x< 0,5.
necessita-se de uma massa de NaNO3 igual a d) x=0,5.
Poder calorífico da gasolina=3,6x107J/L, e)x> 0,5.
Calor específico do NaNO3=1,2x103J/kgoC


Ita 11D) Numa cozinha industrial, a água g=10 m/s2 e calor específico da água c=1,0calg –
de um caldeirão é aquecida de 10°C a 20°C, 1
°C–1, calcula-se que a velocidade inicial da água
sendo misturada, em seguida, à água a 80°C de V é de
um segundo caldeirão, resultando 10, de água a a) 10  2 m/s.
32°C, após a mistura. Considere haja troca de b) 20 m/s.
calor apenas entre as duas porções de água c) 50 m/s.
misturadas e que a densidade absoluta da água, d) 10  32 m/s.
de 1 kg/, não varia com a temperatura, sendo, e) 80 m/s.
ainda, seu calor específico c=1,0 cal g–1°C–1. A
quantidade de calor recebida pela água do UNESP 16) Uma garrafa térmica contém
primeiro caldeirão ao ser aquecida até 20°C é de inicialmente 450g de água a 30°C e 100g de gelo
a) 20 kcal. na temperatura de fusão, a 0°C. Considere o
b) 50 kcal. calor específico da água igual a 4,0J/(g°C) e o
c) 60 kcal. calor latente de fusão do gelo igual a 320J/g.
d) 80 kcal. a) Qual será a quantidade de calor QF necessária
e) 120 kcal. para fundir o gelo dentro da garrafa?
b) Supondo ideal o isolamento térmico da
Ita 12E) A água de um rio encontra-se a garrafa e desprezando a capacidade térmica de
uma velocidade inicial V constante, quando suas paredes internas, qual será a temperatura
despenca de uma altura de 80 m, convertendo final da água contida no seu interior, quando o
toda a sua energia mecânica em calor. Este calor equilíbrio térmico for atingido?
é integralmente absorvido pela água, resultando a) 3,2 . 104J
em um aumento de 1K de sua temperatura. b) 10°C
Considerando 1 cal≅4J, aceleração da gravidade

206 calorimetria

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