Arquivos calorimetria - Educacional Plenus

Unicamp 2019 – 1ª Fase – Q.44

Guimarães — Fri, 14 May 2021 19:00:27 +0000

Texto comum às questões 43, 44 e 45.

A depilação a laser é um procedimento de eliminação dos pelos que tem se tornado bastante popular na indústria de beleza e no mundo dos esportes. O número de sessões do procedimento depende, entre outros fatores, da coloração da pele, da área a ser tratada e da quantidade de pelos nessa área.

Na depilação, o laser age no interior da pele, produzindo uma lesão térmica que queima a raiz do pelo. Considere uma raiz de pelo de massa $$m = 2,0\cdot 10^{-10}\, kg$$ inicialmente a uma temperatura $$T_{i} = 36^{\circ} C$$ que é aquecida pelo laser a uma temperatura final $$T_{f} = 46^{\circ} C$$. Se o calor específico da raiz é igual a $$c = 3000\, J/(kg^{\circ} C)$$, o calor absorvido pela raiz do pelo durante o aquecimento é igual a

a) $$6,0\cdot 10^{-6}\, J$$.
b) $$6,0\cdot 10^{-8}\, J$$.
c) $$1,3\cdot 10^{-12}\, J$$.
d) $$6,0\cdot 10^{-13}\, J$$.

Solução:

O post Unicamp 2019 – 1ª Fase – Q.44 apareceu primeiro em Educacional Plenus.

Unicamp 2019 – 1ª Fase – Q.42

Guimarães — Fri, 14 May 2021 18:52:02 +0000

Texto comum às questões 40, 41 e 42.

Drones vêm sendo utilizados por empresas americanas para monitorar o ambiente subaquático. Esses drones podem substituir mergulhadores, sendo capazes de realizar mergulhos de até cinquenta metros de profundidade e operar por até duas horas e meia.

Leve em conta ainda os dados mostrados no gráfico da questão anterior, referentes à temperatura da água (T) em função da profundidade (d). Considere um volume cilíndrico de água cuja base tem área $$A = 2\,m^{2}$$, a face superior está na superfície a uma temperatura constante $$T_{A}$$ e a face inferior está a uma profundidade d a uma temperatura constante $$T_{B}$$, como mostra a figura a seguir. Na situação estacionária, nas proximidades da superfície, a temperatura da água decai linearmente em função de d, de forma que a taxa de transferência de calor por unidade de tempo ($$\Phi$$), por condução da face superior para a face inferior, é aproximadamente constante e dada por $$\Phi = kA\frac{T_{A} – T_{B}}{d}$$, em que $$k = 0,6\, \frac{W}{m\cdot ^{\circ} C}$$ é a condutividade térmica da água. Assim, a razão $$\frac{T_{A} – T_{B}}{d}$$ é constante para todos os pontos da região de queda linear da temperatura da água mostrados no gráfico apresentado. Utilizando as temperaturas da água na superfície e na profundidade d do gráfico e a fórmula fornecida, conclui-se que, na região de queda linear da temperatura da água em função de d, $$\Phi$$ é igual a

a) 0,03 W.
b) 0,05 W.
c) 0,40 W.
d) 1,20 W.

Solução:

O post Unicamp 2019 – 1ª Fase – Q.42 apareceu primeiro em Educacional Plenus.

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:

O post Unesp 2021 – 1ª Fase – Biológicas – Q78 apareceu primeiro em Educacional Plenus.

UNICAMP 2021 – 1ª Fase – 1º Dia – Q.38

Guimarães — Sat, 09 Jan 2021 18:17:19 +0000

Um microchip de massa $$m=2,0\times 10^{-6}\, g$$ é composto majoritariamente de silício. Durante um minuto de funcionamento, o circuito elétrico do dispositivo dissipa, na forma térmica, uma quantidade de energia Q=0,96 mJ. Considere que o calor específico do silício é $$c_{Si}=800\, J/kg^{\circ}C$$. Caso não houvesse nenhum mecanismo de escoamento de calor para fora do dispositivo, em quanto sua temperatura aumentaria após esse tempo de funcionamento?

a) $$4,8\times 10^{1}\, ^{\circ}C$$.

b) $$1,6\times 10^{2}\, ^{\circ}C$$.

c) $$6,0\times 10^{2}\, ^{\circ}C$$.

d) $$1,2\times 10^{3}\, ^{\circ}C$$.

Solução:

Clique aqui para mais questões desta prova!

O post UNICAMP 2021 – 1ª Fase – 1º Dia – Q.38 apareceu primeiro em Educacional Plenus.

Resolução – Unesp 2020 – 1ª Fase – Física e Química – Q79

Guimarães — Thu, 23 Apr 2020 00:28:45 +0000

Questões Anteriores

Questão 79

Para obter energia térmica, com a finalidade de fundir determinada massa de gelo, produziu-se a combustão de um mol de gás butano ($$C_{4} H_{10}$$), a 1 atm e a 25 ºC. A reação de combustão desse gás é:

$$C_{4} H_{10}\, (g) + \frac{13}{2}\, O_{2}\, (g) \longrightarrow 4\, CO_{2}\, (g) + 5\, H_{2} O\, (l)$$

As entalpias-padrão de formação (ΔH) das substâncias citadas estão indicadas na tabela:

Considerando que a energia térmica proveniente dessa reação foi integralmente absorvida por um grande bloco de gelo a 0 ºC e adotando 320 J/g para o calor latente de fusão do gelo, a massa de água líquida obtida a 0 ºC, nesse processo, pelo derretimento do gelo foi de, aproximadamente,

(A) 7 kg.

(B) 5 kg.

(D) 10 kg.

(E) 9 kg.

Solução:

Próximas Questões

O post Resolução – Unesp 2020 – 1ª Fase – Física e Química – Q79 apareceu primeiro em Educacional Plenus.

ENEM 2017 (2ª Aplicação/PPL) – Ciências da Natureza (Q 132 – Amarela)

Plenus — Tue, 21 Aug 2018 11:01:57 +0000

Solução: https://youtu.be/PArw2e3Xhwk?t=28m7s

O post ENEM 2017 (2ª Aplicação/PPL) – Ciências da Natureza (Q 132 – Amarela) apareceu primeiro em Educacional Plenus.

Resolução – UNICAMP 2014 – 2ª Fase – Q 22 (Física)

Plenus — Wed, 10 Jan 2018 16:41:03 +0000

Questão a) Segundo as especificações de um fabricante, um forno de micro-ondas necessita, para funcionar, de uma potência de entrada de P= 1400 W, dos quais 50% são totalmente utilizados no aquecimento dos alimentos. Calcule o tempo necessário para elevar em Δθ=20℃ a temperatura de m =100 g de água. O calor específico da água é $$c_a=4,2 J/g℃$$ b) A figura abaixo mostra o esquema de um forno de micro-ondas, com 30 cm de distância entre duas de suas paredes internas paralelas, assim como uma representação simplificada de certo padrão de ondas estacionárias em seu interior. Considere a velocidade das ondas no interior do forno como $$c=3⋅10^8 m/s$$ e calcule a frequência f das ondas que formam o padrão representado na figura. Solução: https://youtu.be/Lg-WbyAD-MI?t=29m1s

O post Resolução – UNICAMP 2014 – 2ª Fase – Q 22 (Física) apareceu primeiro em Educacional Plenus.

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.

O post UERJ 2018 – 2° Exame de Qualificação – Q. 42 (Física) apareceu primeiro em Educacional Plenus.

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

O post Resolução – UNESP 2017 (2ª Fase) – Q 20 (Física) apareceu primeiro em Educacional Plenus.

Exercícios Resolvidos de Calor Latente

Guimarães — Wed, 19 Apr 2017 00:53:29 +0000

Portal da Termodinâmica: acesse aqui!

Lista de Calor Específico

Questão

(UERJ – 2018) Observe no diagrama as etapas de variação da temperatura e de mudanças de estado físico de uma esfera sólida, em função do calor por ela recebido. Admita que a esfera é constituída por um metal puro.

Durante a etapa D, ocorre a seguinte mudança de estado físico:

a) fusão
b) sublimação
c) condensação
d) vaporização

Solução (clique aqui)

Questão

(FEI – 2016/Meio do Ano) Em um calorímetro ideal são colocados 200 g de gelo a -10℃ e 100 g de água a. 30℃. Após o equilíbrio térmico, é correto afirmar que a massa de gelo no calorímetro é:

Dados: calor específico da água = 1 cal/(g℃)
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g
calor específico do gelo = 0,5 cal/(g℃)

a) 25 g
b) 75 g
c) 100 g
d) 150 g
e) 175 g

Solução (clique aqui)

Questão

(PUC-Campinas – 2017) Um chef de cuisine precisa transformar 10 g de gelo a 0°C em água a 40°C em 10 minutos. Para isto utiliza uma resistência elétrica percorrida por uma corrente elétrica que fornecerá calor para o gelo. Supondo-se que todo calor fornecido pela resistência seja absorvido pelo gelo e desprezando-se perdas de calor para o meio ambiente e para o frasco que contém o gelo, a potência desta resistência deve ser, em watts, no mínimo, igual a:

a) 4.
b) 8.
c) 10.
d) 80.
e) 120.

Dados da água:
Calor específico no estado sólido: 0,50 cal/g°C
Calor específico no estado líquido: 1,0 cal/g°C
Calor latente de fusão do gelo: 80cal/g
Adote 1 cal = 4 J

Solução (clique aqui)

Questão

(FUVEST – 2018) Furacões são sistemas físicos que liberam uma enorme quantidade de energia por meio de diferentes tipos de processos, sendo um deles a condensação do vapor em água.
De acordo com o Laboratório Oceanográfico e Meteorológico do Atlântico, um furacão produz, em média, 1,5 cm de chuva por dia em uma região plana de 660 km de raio. Nesse caso, a quantidade de energia por unidade de tempo envolvida no processo de condensação do vapor em água da chuva é, aproximadamente,

(A) $$3,8\cdot 10^{15} W$$.
(B) $$4,6\cdot 10^{14} W$$.
(C) $$2,1\cdot 10^{13} W$$.
(D) $$1,2\cdot 10^{12} W$$.
(E) $$1,2\cdot 10^{11} W$$.

Solução (clique aqui)

Questão

(UNESP – 2017) 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 (clique aqui)

Questão

(UNICAMP – 2022 – adaptada) Foi inaugurada em 2021, no deserto do Atacama, no Chile, a primeira usina termossolar da América Latina. Nessa usina, a energia solar é usada para fundir uma mistura de sais em temperaturas elevadas. A energia térmica armazenada nesses sais fundidos é então usada para produzir vapor de água em alta pressão e temperatura, o qual aciona as turbinas geradoras de eletricidade. A coleta da energia solar é feita por mais de dez mil espelhos móveis (helióstatos) distribuídos sobre o terreno. Quanto tempo leva para que uma massa m = 25000 toneladas de sal seja fundida se a potência luminosa usada para a fusão for $$P_{lumin} = 400\, MW$$? O calor latente de fusão do sal é $$L_{sal} = 160\, kJ/kg$$. Desde o início até o final do processo, a temperatura do sal permanece constante e igual à temperatura de fusão.

Solução (clique aqui)

Questão

(UERJ – 2017) O gráfico abaixo indica o comportamento térmico de 10 g de uma substância que, ao receber calor de uma fonte, passa integralmente da fase sólida para a fase líquida.

O calor latente de fusão dessa substância, em cal/g, é igual a:

(A) 70
(B) 80
(C) 90
(D) 100

Solução (clique aqui)

Questão

(FUVEST – 2017) 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.

Solução (clique aqui)

O post Exercícios Resolvidos de Calor Latente apareceu primeiro em Educacional Plenus.