Questão 1
(Enem 2013) Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70 °C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30 °C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25 °C.
Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal?
a) 0,111.
b) 0,125.
c) 0,357.
d) 0,428.
e) 0,833.
Questão 2
(MACKENZIE) Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de 150 cal/s, a uma determinada massa de água. Se a temperatura da água aumenta de 20ºC para 60ºC em 4 minutos, sendo o calor especifico sensível da água 1,0 cal/gºC, pode-se concluir que a massa de água aquecida, em gramas, é:
a) 500
b) 600
c) 700
d) 800
e) 900
Questão 3
Sobre a equação fundamental da calorimetria, é incorreto afirmar que:
a) é definida a partir do calor específico e da capacidade térmica de um material;
b) é utilizada para calcular a quantidade de calor trocada por um corpo, quando essa troca causa variação em sua temperatura;
c) Relaciona a quantidade de calor trocada por um corpo com a sua massa, calor específico e variação de temperatura;
d) Calcula o calor latente de um corpo;
e) Também é utilizada para a obtenção do calor sensível de um corpo.
Questão 4
Uma barra de ferro de massa de 4kg é exposta a uma fonte de calor e tem sua temperatura aumentada de 30 ºC para 150 ºC. Sendo o calor específico do ferro c = 0,119 c/g.ºC, a quantidade de calor recebida pela barra é aproximadamente:
a) 45 kcal
b) 57,1 kcal
c) 100 kcal
d) 12,2 kcal
e) 250,5 kcal
Resposta Questão 1
O equilíbrio térmico é atingido quando as temperaturas dos dois corpos ficam iguais. Quando isso ocorre, a quantidade de calor cedida pela água quente é igual ao calor recebido pela água fria. Assim, podemos utilizar a equação:
Q1= - Q2
m1.c. ΔT1= - m2.c. ΔT2
O índice 2 é atribuído à água quente, e o índice 1, à água fria. O sinal negativo é dado a Q2 porque a água quente cede calor para a água fria, ou seja, perde parte de sua energia.
Como c é um valor constante, já que se trata da mesma substância, ele pode ser simplificado na equação, e o ΔT deve ser substituído pela diferença entre as temperaturas final e inicial da água:
m1.(Tf - Ti)1= - m2.(Tf - Ti)2
Substituindo os dados do problema, temos:
m1.(30 - 70) = - m2.(30 – 25)
m1.(- 40) = - m2.(5)
m1= 5_
m2 40
m1= 0,125
m2
Alternativa B
Resposta Questão 2
Dados:
Q = 150 cal/s
Δt
T0 = 20ºC
T = 60ºC
Δt = 4 min
c = 1,0 cal/g.ºC
Primeiramente precisamos calcular a quantidade de calor total recebida pela água. O enunciado diz que, a cada segundo, uma fonte de calor fornece 150 cal e que a água ficou exposta a essa fonte por um período de 4 min.
-
O tempo deve ser convertido para segundos para utilizarmos a mesma unidade de medida:
Δt = 4 min
Δt = 4 . 60s
Δt = 240 s
-
Devemos calcular a quantidade de calor total. Para isso, multiplicamos a quantidade de calor recebida a cada segundo pelo tempo total:
Q = 150 . 240
Q = 36.000 cal
-
Agora utilizamos a equação fundamental da calorimetria:
Q = m.c. ΔT
Substituindo os dados, temos:
36.000 = m . 1 . (60 – 20)
36.000 = 40 m
m = 36.000 = 900g
40
Assim, a alternativa correta é a letra E.
Resposta Questão 3
A afirmação incorreta é a alternativa D, pois o calor latente corresponde à quantidade de calor fornecida ou recebida por um corpo quando não há variação em sua temperatura. É o que ocorre durante as mudanças de fase, em que a variação da quantidade de calor não significa a variação da temperatura de um corpo.
Resposta Questão 4
Dados:
m =4 kg = 4000g
T0 = 30ºC
T = 150ºC
c = 0,119 c/g.ºC,
Utilizamos a equação fundamental da calorimetria
Q = m.c.ΔT
Q = m.c. (T - T0)
e substituímos os dados
Q = 4000 . 0,119. (150 – 30)
Q = 0,476 . 120
Q = 57120 cal
Q = 57,12 kcal
A alternativa mais próxima do resultado é a letra b.
