Arquivos calor específico - Educacional Plenus

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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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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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.

Confira outras questões dessa prova!
Confira nossa lista de Exercícios de Calor Específico

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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FUVEST 2017 (3º Dia – 2ª Fase) – Q. 02

Guimarães — Tue, 14 Jun 2022 19:26:02 +0000

Um cilindro termicamente isolado tem uma de suas extremidades fechadas por um pistão móvel, também isolado, que mantém a pressão constante no interior do cilindro. O cilindro contém uma certa quantidade de um material sólido à temperatura $$T_{i} = -134^{\circ} C$$. Um aquecedor transfere continuamente 3000 W de potência para o sistema, levando-o à temperatura final $$T_{f} = 114^{\circ} C$$. O gráfico e a tabela apresentam os diversos processos pelos quais o sistema passa em função do tempo.

a) Determine a energia total, E, fornecida pelo aquecedor desde $$T_{i} = -134^{\circ} C$$ até $$T_{f} = 114^{\circ} C$$.
b) Identifique, para esse material, qual dos processos (I, II, III, IV ou V) corresponde à mudança do estado sólido para o estado líquido.
c) Sabendo que a quantidade de energia fornecida pelo aquecedor durante a vaporização é $$1,2\cdot 10^{6}\, J$$, determine a massa, M, do material.
d) Determine o calor específico a pressão constante, $$c_{p}$$, desse material no estado líquido.

Note e adote:
Calor latente de vaporização do material = 800 J/g.
Desconsidere as capacidades térmicas do cilindro e do pistão.

Confira nossa lista de Exercícios de Calor Latente

Solução:

a) Energia pode ser calculada da seguinte forma: $$E = P_{ot}\cdot \Delta t$$ O tempo total em que o aquecedor fornece energia é 760 s. Portanto

$$E = 3000\cdot 760 \longrightarrow 2,28\cdot 10^{6}\, J$$.

b) Sabemos que o material está no estado sólido. O gráfico mostra dois patamares, que são mudanças de estado. Portanto o primeiro patamar mostra a mudança de estado de sólido para líquido, ou seja, processo II.

c) O processo IV é o que representa a vaporização. Neste caso nós temos

$$Q = m\cdot L \longrightarrow 1,2\cdot 10^{6} = m\cdot 800 \longrightarrow m = 1500\, g\,\, ou\,\, m = 1,5\, kg$$.

d) Aqui podemos dizer que

$$Q_{III} = P_{ot}\cdot \Delta t_{III} \longrightarrow Q_{III} = 3000\cdot 250 \longrightarrow Q_{III} = 7,5\cdot 10^{5}\, J$$.

Agora podemos descobrir o calor específico:

$$Q = m\cdot c_{p}\cdot\Delta T \longrightarrow 7,5\cdot 10^{5} = 1,5\cdot c_{p}\cdot 200 \longrightarrow c_{p} = 2,5\cdot 10^{3}\, \frac{J}{kg^{\circ} C}$$.

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FATEC 2016 – Q. 36 (Física)

Guimarães — Thu, 27 Jan 2022 15:39:12 +0000

Considere as especificações técnicas de um chuveiro elétrico e responda às questões de números 35 e 36.

Se toda a energia elétrica no chuveiro for transformada integralmente em energia térmica, quando o chuveiro for usado na posição inverno, o aumento da temperatura da água na vazão especificada, em graus Celsius, será de

(A) 25,7.
(B) 19,4.
(C) 12,9.
(D) 7,7.
(E) 6,5.

Lembre-se de que:

calor específico da água: 4.200 J/kg°C
densidade da água: 1 kg/L
1 W = 1 J

Confira nossa Lista de Exercícios Resolvidos de Calor Específico

Solução:
Aqui, basta descobrirmos qual a variação de temperatura para 5400 W ou 5400 J e $$\frac{3}{60}\, L/s$$ ou $$\frac{1}{20}\, kg$$ de água, que é a vazão em L/s.

\[Q = m\cdot c\cdot \Delta T \longrightarrow 5400 = \frac{1}{20}\cdot 4200\cdot \Delta T \longrightarrow \Delta T = 25,7^{\circ} C\]

Resposta: letra A.

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Calorimetria – Exercício 2

Guimarães — Thu, 25 Nov 2021 19:44:03 +0000

Uma fonte térmica fornece, em cada minuto, 20 cal. Para produzir um aquecimento de 30ºC em 50g de um líquido são necessários 15 min. Determine o calor específico do líquido e a capacidade térmica dessa quantidade de líquido.

Confira nossa Lista de Exercícios Resolvidos de Calorimetria

Solução:

Por regra de três, calculamos a quantidade de energia (calorias) necessária para aquecer o fluido.

1 min ———- 20 cal
15 min ———- $$t$$

$$t=20\cdot 15= 300$$cal.

A capacidade térmica é:
$$C=\frac{Q}{\Delta\theta}=\frac{300}{30}=10$$ cal/ºC.

O Calor específico é:
$$c=\frac{Q}{\Delta\theta\cdot m}=\frac{C}{m}=\frac{10}{50}=0,2$$ cal/g ºC.

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Unesp 2021 – 1ª Fase – Biológicas – Q78

Guimarães — Mon, 22 Mar 2021 19:26:03 +0000

Três esferas, x, y e z, feitas com materiais diferentes e de massas iguais estavam, inicialmente, à mesma temperatura ambiente ($$\theta_{amb}$$) e foram mergulhadas, simultaneamente, em água pura em ebulição, até entrarem em equilíbrio térmico com a água. Em seguida, foram retiradas da água e deixadas sobre uma superfície isolante, até voltarem à mesma temperatura ambiente. Os calores específicos dos materiais das esferas são $$c_{x}$$, $$c_{y}$$ e $$c_{z}$$, de modo que $$c_{x}$$ < $$c_{y}$$ < $$c_{z}$$.
Com os resultados desse experimento, foram construídos o gráfico 1, relativo ao aquecimento das esferas até a temperatura de ebulição da água, e o gráfico 2, relativo ao resfriamento das esferas, até retornarem à temperatura ambiente. Considerando que as trocas de calor tenham ocorrido a uma taxa constante, a representação dos gráficos 1 e 2 é:

Solução:

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UERJ 2020 – 2° Exame de Qualificação – Q 43

Guimarães — Wed, 04 Mar 2020 22:40:10 +0000

Para aquecer a quantidade de massa m de uma substância, foram consumidas 1450 calorias. A variação de seu calor específico c, em função da temperatura θ, está indicada no gráfico.

O valor de m, em gramas, equivale a:
(A) 50
(B) 100
(C) 150
(D) 300

Solução:

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UERJ 2018 – 2° Exame de Qualificação – Q. 42 (Física)

Guimarães — Sun, 17 Sep 2017 20:02:25 +0000

Para explicar o princípio das trocas de calor, um professor realiza uma experiência, misturando em um recipiente térmico 300 g de água a 80°C com 200 g de água a 10°C. Desprezadas as perdas de calor para o recipiente e para o meio externo, a temperatura de equilíbrio térmico da mistura, em °C, é igual a:

(A) 52
(B) 45
(C) 35
(D) 28

Confira outras questões dessa prova!

Solução:

Aqui somente precisamos da equação do calor. Sabemos que não há perdas de energia, então

\[Q_{1} + Q_{2} = 0 \longrightarrow m_{1}\cdot c\cdot \Delta T_{1} + m_{2}\cdot c\cdot \Delta T_{2} = 0 \longrightarrow 300\cdot (T_{f} – 80) + 200\cdot (T_{f} – 10) = 0 \longrightarrow 300T_{f} – 24000 + 200T_{f} – 2000 = 0 \longrightarrow\]

\[500T_{f} = 26000 \longrightarrow T_{f} = 52^{\circ} C\]

Resposta: letra A.

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Resolução – UNESP 2017 (2ª Fase) – Q 20 (Física)

Plenus — Wed, 21 Jun 2017 15:59:24 +0000

Questões Anteriores

Questão 20

Um bloco de gelo de massa 200 g, inicialmente à temperatura de –10 ºC, foi mergulhado em um recipiente de capacidade térmica 200 cal/ºC contendo água líquida a 24 ºC. Após determinado intervalo de tempo, esse sistema entrou em equilíbrio térmico à temperatura de 4 ºC. O gráfico mostra como variou a temperatura apenas do gelo, desde sua imersão no recipiente até ser atingido o equilíbrio térmico. Considerando as informações contidas no gráfico e na tabela, que o experimento foi realizado ao nível do mar e desprezando as perdas de calor para o ambiente, calcule a quantidade de calor absorvido pelo bloco de gelo, em calorias, desde que foi imerso na água até ser atingido o equilíbrio térmico, e calcule a massa de água líquida contida no recipiente, em gramas, antes da imersão do bloco gelo. Solução: https://www.youtube.com/watch?v=W3S4A5_rKdQ

Próximas Questões

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