Qual a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura desse calorímetro em 50 graus?

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre a quantidade de calor recebida pelos corpos, a capacidade térmica dos elementos e a potência.

Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior em Exercícios de Física

Questão 1

Em um laboratório de Física, uma amostra de 20 g de cobre recebeu 186 cal de calor de uma determinada fonte térmica. Sabendo que o calor específico do cobre é 0,093 cal/g°C, determine a variação de temperatura sofrida pela amostra.

a) 50 °C

b) 100°C

c) 105°C

d) 200°C

e) 250°C

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Questão 2

Determine a capacidade térmica de um corpo que recebeu 2000 calorias de calor de uma fonte térmica e sofreu uma variação de temperatura de 40 °C.

a) 10 cal/°C

b) 20 cal/°C

c) 30 cal/°C

d) 40 cal/°C

e) 50 cal/°C

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Questão 3

(UFU) 240 g de água (calor específico igual a 1 cal/g°C) são aquecidos pela absorção de 200 W de potência na forma de calor. Considerando 1 cal = 4 J, o intervalo de tempo necessário para essa quantidade de água variar sua temperatura em 50 °C será de?

a) 1 min

b) 3 min

c) 2 min

d) 4min

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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

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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

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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

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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

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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)

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Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas

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Esta lista de exercícios trata sobre o cálculo usado para determinar o módulo do calor transferido entre dois corpos em temperaturas diferentes.

Publicado por: Rafael Helerbrock em Exercícios de Física

Questão 1

Um corpo de capacidade térmica igual a 200 cal/°C que se encontra em temperatura ambiente (25º C) é aquecido até que sua temperatura atinja 50º C. Determine a quantidade de calorias necessárias para aquecer esse corpo nesse intervalo de temperaturas:

a) 500 cal

b) 5000 cal

c) 200 cal

d) 1500 cal

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Questão 2

Certo corpo tem uma capacidade térmica de 150 cal/ºC e massa de 10 g. O calor específico desse corpo nas unidades de cal/gºC e em J/kg.K é igual a:

a) 15 cal/gºC e 0,063 J/kg.K

b) 150 cal/gºC e 0,63 J/kg.K

c) 10 cal/gºC e 0,015 J/kg.K

d) 250 cal/gºC e 0,15 J/kg.K

e) 12,5 cal/gºC e 0,45 J/kg.K

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Questão 3

Uma massa de 1500g de água que se encontra em uma temperatura de 10º C recebe uma quantidade de calor igual a 40 000 cal. Determine a temperatura alcançada pela água ao final do processo de aquecimento.

a) 17,5° C

b) 25,0° C

c) 16,6° C

d) 12,5º C

e) 37,5º C

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Questão 4

O calor específico é uma propriedade dos materiais que compõem um corpo. Em relação a essa propriedade, assinale a alternativa correta:

a) O calor específico depende da massa do corpo: quanto maior for a massa do corpo, menor será seu calor específico.

b) O calor específico depende da massa do corpo: quanto maior for a massa do corpo, maior será seu calor específico.

c) Quanto menor for o calor específico de um corpo, mais energia será necessária para mudar sua temperatura.

d) Quanto maior for o calor específico de um corpo, mais energia será necessária para mudar sua temperatura.

e) O calor específico depende diretamente da área de contato de um corpo com suas vizinhanças.

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra B

A capacidade térmica de um corpo pode ser determinada facilmente se utilizarmos a equação abaixo:

C – capacidade térmica
Q – quantidade de calorimetria
ΔT – variação de temperatura
m – massa
c – calor específico

Usando as informações fornecidas no enunciado do exercício, poderemos escrever a seguinte igualdade:

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Resposta Questão 2

Letra A

Podemos começar calculando o calor específico do corpo por meio de sua capacidade térmica:

Usando a segunda equação, podemos fazer o seguinte cálculo:

Para determinarmos o calor específico desse corpo na unidade J/kg.K, precisamos lembrar que 1 cal vale, aproximadamente, 4,2 J e que 1 kg equivale a 1000g. Dessa forma:

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Resposta Questão 3

Letra C

Podemos determinar a temperatura final da água por meio da equação da calorimetria:

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Resposta Questão 4

Letra D

A unidade de calor específico é a cal/gºC, ou o J/kg.K. Analisando essa grandeza fica fácil perceber que ela mede a quantidade de calor necessária pra variar a temperatura de uma determinada massa de substância.

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