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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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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