Arquivos Calorimetria - Educacional Plenus

Em uma indústria alimentícia, para produção de doce de leite

Guimarães — Fri, 30 Aug 2024 21:23:54 +0000

Em uma indústria alimentícia, para produção de doce de leite, utiliza-se um tacho de parede oca com uma entrada para vapor de água a 120°C e uma saída para água líquida em equilíbrio com o vapor a 100°C. Ao passar pela parte oca do tacho, o vapor de água transforma-se em líquido, liberando energia. A parede transfere essa energia para o interior do tacho, resultando na evaporação de água e consequente concentração do produto.
No processo de concentração do produto, é utilizada energia proveniente

A) somente do calor latente de vaporização.
B) somente do calor latente de condensação.
C) do calor sensível e do calor latente de vaporização.
D) do calor sensível e do calor latente de condensação.
E) do calor latente de condensação e do calor latente de vaporização.

Solução:

A entrada de vapor é a 120°C. Para que o vapor vire água, ou seja, sofra o processo de condensação, ele precisa esfriar até a temperatura de 100°C. Nessa etapa já há um fornecimento de energia para o tacho através do calor sensível, que altera a temperatura de um corpo sem mudança de estado. A partir desse ponto, quando começa a condensação, a energia é fornecida pelo calor latente, que altera o estado de um corpo sem mudança de temperatura.

Resposta: letra D.

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FUVEST 2009 – Q.84 (1ª Fase)

Guimarães — Tue, 17 Oct 2023 00:27:23 +0000

Um trocador de calor consiste em uma serpentina, pela qual circulam 18 litros de água por minuto. A água entra na serpentina à temperatura ambiente (20ºC) e sai mais quente. Com isso, resfria-se o líquido que passa por uma tubulação principal, na qual a serpentina está enrolada. Em uma fábrica, o líquido a ser resfriado na tubulação principal é também água, a 85 ºC, mantida a uma vazão de 12 litros por minuto. Quando a temperatura de saída da água da serpentina for 40 ºC, será possível estimar que a água da tubulação principal esteja saindo a uma temperatura T de, aproximadamente,

a) 75 ºC
b) 65 ºC
c) 55 ºC
d) 45 ºC
e) 35 ºC

Solução:

Aqui temos que o calor se conserva, então podemos dizer que o calor da água a ser resfriada ($$Q_{A}$$) mais o calor da água da serpentina ($$Q_{S}$$) é zero.

$$Q_{A} + Q_{S} = 0 \longrightarrow m_{A}\cdot c\cdot \Delta T_{A} + m_{S}\cdot c\cdot \Delta T_{S} = 0 \longrightarrow 18\cdot (40 – 20) + 12\cdot (T – 85) = 0 \longrightarrow$$

$$360 + 12T – 1020 = 0 \longrightarrow 12T = 1020 – 360 \longrightarrow T = 55^{\circ}$$

Resposta: letra C.

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UERJ 2024 – 2º Exame – Q. 43

Guimarães — Thu, 14 Sep 2023 20:04:23 +0000

Uma equipe de cientistas, com o objetivo de simular a respiração humana, criou um dispositivo que converte 0,02 g de vapor d’água em água líquida a cada ciclo de inspiração e expiração, à temperatura constante. Admita que esse dispositivo simule 15 ciclos de respiração por minuto e que o calor latente de vaporização da água seja igual a 2 400 J/g. A taxa de calor perdida pelo dispositivo, em J/s, é igual a:

Veja mais questões resolvidas deste exame de qualificação.

(A) 9
(B) 10
(C) 11
(D) 12

Gabarito: d)
Solução:

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UNIVESP 2022 – Questão 54

Guimarães — Wed, 12 Apr 2023 09:55:55 +0000

Em um local ao nível do mar, um bloco metálico, a 50 ºC, foi colocado no interior de um calorímetro contendo certa massa de gelo a –10 ºC. Quando o sistema atingiu o equilíbrio térmico, observou-se que no interior do calorímetro havia água no estado líquido, gelo e o bloco metálico. A temperatura de equilíbrio desse sistema foi de

(A) –5,0 ºC.
(B) 0,0 ºC.
(C) 20 ºC.
(D) 25 ºC.
(E) 30 ºC.

Solução:

No momento do equilíbrio de temperatura, foi observada a presença de gelo e água em estado líquido ao mesmo tempo. Isso significa que a água ainda está passando de um estado para outro, com a temperatura permanecendo constante durante todo o processo. Portanto, a temperatura de equilíbrio é a de fusão da água, ou seja, 0,0°C.

Veja a resolução das questões desta prova, aqui!

Resposta: letra B.

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ENEM 2019 – Q. 122 (Amarela)

Guimarães — Fri, 05 Aug 2022 17:17:34 +0000

O objetivo de recipientes isolantes térmicos é minimizar as trocas de calor com o ambiente externo. Essa troca de calor é proporcional à condutividade térmica k e à área interna das faces do recipiente, bem como à diferença de temperatura entre o ambiente externo e o interior do recipiente, além de ser inversamente proporcional à espessura das faces.
A fim de avaliar a qualidade de dois recipientes A (40 cm x 40 cm x 40 cm) e B (60 cm x 40 cm x 40 cm) de faces de mesma espessura, uma estudante compara suas condutividades térmicas $$k_{A}$$ e $$k_{B}$$. Para isso suspende, dentro de cada recipiente, blocos idênticos de gelo a 0°C, de modo que suas superfícies estejam em contato apenas com o ar. Após um intervalo de tempo, ela abre os recipientes enquanto ambos ainda contêm um pouco de gelo e verifica que a massa de gelo que se fundiu no recipiente B foi o dobro da que se fundiu no recipiente A.
A razão $$\frac{k_{A}}{k_{B}}$$ é mais próxima de

a) 0,50.
b) 0,67.
c) 0,75.
d) 1,33.
e) 2,00.

Solução:

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ENEM 2019 – Q.113 (Prova Amarela) – Ciências da Natureza

Guimarães — Mon, 25 Jul 2022 22:12:31 +0000

Em uma aula experimental de calorimetria, uma professora queimou 2,5 g de castanha-de-caju crua para aquecer 350 g de água, em um recipiente apropriado para diminuir as perdas de calor. Com base na leitura da tabela nutricional a seguir e da medida da temperatura da água após a queima total do combustível, ela concluiu que 50% da energia disponível foi aproveitada. O calor específico da água é 1 cal/g °C, e sua temperatura inicial era de 20°C.

Qual foi a temperatura da água, em graus Celsius, medida ao final do experimento?

a)25
b)27
c)45
d)50
e)70

Solução:

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ENEM 2016 – Q. 67

Guimarães — Mon, 25 Jul 2022 22:02:18 +0000

Primeiro, em relação àquilo a que chamamos água, quando congela, parece-nos estar a olhar para algo que se tornou pedra ou terra, mas quando derrete e se dispersa, esta torna-se bafo e ar; o ar, quando é queimado, torna-se fogo; e, inversamente, o fogo, quando se contrai e se extingue, regressa à forma do ar; o ar, novamente concentrado e contraído, torna-se nuvem e nevoeiro, mas, a partir destes estados, se for ainda mais comprimido, torna-se água corrente, e de água torna-se novamente terra e pedras; e deste modo, como nos parece, dão geração uns aos outros de forma cíclica.

PLATÃO. Timeu-Crítias. Coimbra: CECH, 2011.

Do ponto de vista da ciência moderna, os “quatro elementos” descritos por Platão correspondem, na verdade, às fases sólida, líquida, gasosa e plasma da matéria. As transições entre elas são hoje entendidas como consequências macroscópicas de transformações sofridas pela matéria em escala microscópica.
Excetuando-se a fase de plasma, essas transformações sofridas pela matéria, em nível microscópico, estão associadas a uma

A) troca de átomos entre as diferentes moléculas do material.
B) transmutação nuclear dos elementos químicos do material.
C) redistribuição de prótons entre os diferentes átomos do material.
D) mudança na estrutura espacial formada pelos diferentes constituintes do material.
E) alteração nas proporções dos diferentes isótopos de cada elemento presente no material.

Solução:

A mudança de estado entre sólido, líquido e gasoso consiste em um rearranjo estrutural dos diferentes constituintes do material.

Resposta: letra D.

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Unesp 2012 – 1ª Fase – Q. 78

Guimarães — Tue, 12 Jul 2022 23:59:34 +0000

Clarice colocou em uma xícara 50 mL de café a 80 °C, 100 mL de leite a 50 °C e, para cuidar de sua forma física, adoçou com 2 mL de adoçante líquido a 20 °C. Sabe-se que o calor específico do café vale 1 cal/(g.°C), do leite vale 0,9 cal/(g.°C), do adoçante vale 2 cal/(g.°C) e que a capacidade térmica da xícara é desprezível.

Considerando que as densidades do leite, do café e do adoçante sejam iguais e que a perda de calor para a atmosfera é desprezível, depois de atingido o equilíbrio térmico, a temperatura final da bebida de Clarice, em °C, estava entre

(A) 75,0 e 85,0.
(B) 65,0 e 74,9.
(C) 55,0 e 64,9.
(D) 45,0 e 54,9.
(E) 35,0 e 44,9.

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Solução:

Precisamos encontrar a temperatura de equilíbrio entre os três líquidos. Vamos substituir as massas por densidade vezes volume. Como as densidades são iguais, elas serão canceladas e ficaremos apenas com os volumes.

$$Q_{C} + Q_{L} + Q_{A} = 0 \longrightarrow d\cdot V_{C}\cdot c_{C}\cdot \Delta T_{C} + d\cdot V_{L}\cdot c_{L}\cdot \Delta T_{L} + d\cdot V_{A}\cdot c_{A}\cdot \Delta t_{A} = 0 \longrightarrow$$

$$50\cdot 1\cdot (T – 80) + 100\cdot 0,9\cdot (T – 50) + 2\cdot 2\cdot (T – 20) = 0 \longrightarrow$$

$$50T – 4000 + 90T – 4500 + 4T – 80 = 0 \longrightarrow 144T = 8580 \longrightarrow T\cong 59,6^{\circ} C$$

Resposta: letra C.

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ETEC 2022 – Questão 26

Guimarães — Mon, 04 Jul 2022 19:36:08 +0000

Quando se fala em comida, já pensamos em calorias!

Quando ingerimos um alimento, este será “queimado” pelo nosso metabolismo, e a energia produzida será usada nas nossas atividades do dia a dia. Para calcularmos essa energia produzida por certa quantidade de um alimento, devemos queimá-lo em um calorímetro. A reação é realizada dentro de um recipiente que está imerso em água, e essa energia é expressa na unidade de medida “calorias”.

Leia a frase e complete as lacunas.

Durante a reação, a temperatura da água ___I___, pois temos uma reação ___II___, ou seja, que ___III___ energia.

Assinale a alternativa que completa correta e respectivamente, a frase.

a) Diminui; exotérmica; libera.
b) Diminui; endotérmica; absorve.
c) Aumenta; endotérmica; libera.
d) Aumenta; endotérmica; absorve.
e) Aumenta, exotérmica; libera.

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Resposta: letra E.

Solução:

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ETEC 2022 – Questão 18

Guimarães — Mon, 04 Jul 2022 19:34:17 +0000

Os plásticos podem ser moldados, pois “amolecem” com o calor, chegando a sofrer fusão em determinadas temperaturas. O quadro apresenta o ponto de fusão de alguns tipos de plásticos. Um técnico de laboratório aquece separada e simultaneamente amostras, com massas iguais, de cada um dos cinco plásticos do quadro, que estão à mesma temperatura inicial. O primeiro plástico que sofrerá fusão será o

a) PS.
b) PP.
c) PE.
d) PET.
e) PVC.

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Resposta: letra E.

Solução:

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