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Calor Latente, Calor Sensível e Lei de Fourrier
Calor Latente, Calor Sensível e Lei de Fourrier
Calor Latente, Calor Sensível e Lei de Fourrier
planícies e crateras. Quando uma de suas metades está iluminada pelo Sol, sua
temperatura pode chegar a 120°C, enquanto, no mesmo momento, a face escura
pode ter uma temperatura em torno de 150°C abaixo de zero. Essa grande
variação de temperatura é explicada, principalmente, por uma característica física
das rochas, isto é,
a) o seu calor latente.
b) a sua capacidade térmica.
c) o seu calor específico.
d) o seu coeficiente de dilatação.
Resolução:
O calor específico representa a quantidade de calor que provoca uma variação
unitária de temperatura sobre uma massa também unitária. As rochas da lua tem
alto calor específico, ou seja, é necessário fornecer (Sol) ou retirar uma grande
quantidade de calor para alterar a sua temperatura.
Resposta: c.
Dessa forma:
19200/80 = 240 segundos (4 minutos)
Resposta: d.
3) (UF - Paraná) - Para aquecer 500 g de certa substância de 20ºC para 70ºC, foram
necessárias 4000 calorias. A capacidade térmica e o calor específico valem
respectivamente:
a) 8 cal/ ºC e 0,08 cal/g .ºC
b) 80 cal/ ºC e 0,16 cal/g. ºC
c) 90 cal/ ºC e 0,09 cal/g. ºC
d) 95 cal/ ºC e 0,15 cal/g. ºC
e) 120 cal/ ºC e 0,12 cal/g. ºC
Resolução:
Capacidade térmica:
C = Q/∆T
C = 4000/(70-20)
C = 4000/50
C = 80 cal/ºC
Calor específico:
c = C/m
c = 80/500
c = 0,16 cal/g.ºC
Resposta: b.
4) (PUC-RIO 2009) - Quanta energia deve ser dada a uma panela de ferro de 300 g
para que sua temperatura seja elevada em 100 ºC? Considere o calor específico da
panela como c = 450 J/ kgºC.
a) 300 J
b) 13500 J
c) 1750 J
d) 450 J
e) 300 J
Resolução:
300 g = 0,3 kg
c = Q/m.∆T
450 = Q/(0,3.100)
450 = Q/30
Q = 450.30
Q = 13500 J
Resposta: b.
5) ENEM - Se, por economia, abaixarmos o fogo sob uma panela de pressão logo
que se inicia a saída de vapor pela válvula, de forma simplesmente a manter a
fervura, o tempo de cozimento
a) será maior, porque a panela esfria.
b) será menor, pois diminui a perda de água.
c) será maior, pois a pressão diminui.
d) será maior, pois a evaporação diminui.
e) não será alterado, pois a temperatura não varia
Resolução:
A temperatura não varia porque, apesar do calor ter diminuído, após a fervura o
interior da panela está sob uma pressão muito maior do que antes da fervura.
Como o aumento de pressão gera aumento de temperatura este compensa a
diminuição da fonte de calor e a temperatura se mantém igual.
Resposta: e.
6) (UFMG) - Júlia coloca uma esfera de cobre e uma de alumínio, ambas de
mesma massa e à mesma temperatura, sobre um bloco de gelo. Após um certo
tempo, ela observa que essas esferas permanecem em equilíbrio nas posições
indicadas nesta figura:
Resolução:
Primeiramente devemos lembrar que a densidade é calculada através da massa
sobre volume (d = m/V). Como as esferas têm a mesma massa, concluímos que a
de maior densidade é aquela com menor volume. Na imagem a esfera de cobre é
a menor, ou seja, tem menor volume e consequentemente maior densidade.
dCu > dAl.
O alumínio derreteu mais gelo do que o cobre e portanto ele liberou mais calor do
que o cobre. Como o calor sensível é proporcional à quantidade de calor (c =
Q/m.ΔT), o alumínio tem maior calor sensível.
cCu < cAl
Resposta: b.
De acordo com o texto e com o diagrama de fases, pode-se afirmar que está
CORRETO o contido em
a) I, II e III.
b) II e III, apenas.
c) I e III, apenas.
d) I e II, apenas.
e) I, apenas.
Resolução:
Afirmação I: correta. A sublimação é a mudança do estado sólido para o estado
gasoso, sem passar pelo estado líquido.
Afirmação II: correta. Observando o gráfico notamos que no local onde ocorre
sublimação, ou seja, abaixo do ponto triplo da água, a pressão é baixa.
Afirmação III: incorreta. O gelo não sofre fusão porque a pressão no interior da
cratera não ultrapassa a pressão do ponto triplo da água.
Resposta: d.
Resolução:
Quanto maior a condutividade térmica, mais rápido é transferido o calor pelo
corpo.
Resposta: b.
10) (UFT) - Após mergulharem em uma piscina e, em seguida, saírem dela, Daniel
e André fazem observações sobre o que cada um deles sentiu durante aquela
experiência. Daniel disse: “Quando mergulhei, imediatamente senti frio, devido à
transmissão de calor, por condução, do meu corpo para a água da piscina.” André
afirmou: “Assim que saí da piscina, senti frio devido ao calor latente de
vaporização da água.” Considerando-se as duas situações descritas, é CORRETO
afirmar que
a) apenas a observação de André está certa.
b) apenas a observação de Daniel está certa.
c) ambas as observações estão certas.
d) nenhuma das duas observações está certa.
Resolução:
Observação de Daniel:
“Quando mergulhei, imediatamente senti frio, devido à transmissão de calor, por
condução, do meu corpo para a água da piscina.”
Está certa, pois ao mergulhar ocorre transmissão de calor do corpo (mais quente)
para a água (mais fria).
Observação de André:
“Assim que saí da piscina, senti frio devido ao calor latente de vaporização da
água.”
Ao sair da piscina, a água rouba calor (latente) do corpo para poder vaporizar
(mudar de estado).
Resposta: c.
Resolução:
A temperatura durante a mudança de estado físico de uma substância pura é
sempre constante à mesma pressão.
Resposta: c.
a) 60
b) 70
c) 80
d) 90
e) 100
Resolução:
Cálculo da quantidade de calor do recipiente de alumínio no aquecimento de
10°C a 60°C:
Q = c.m.∆T
Q = 0,20.600.(60-10)
Q = 6000 cal
Capacidade térmica:
C = Q/∆T
C = 4000/(60-10)
C = 80 cal/ºC
Resposta: c.
13) (VEST – RIO – RJ) - Um confeiteiro, preparando um certo tipo de massa, precisa
de água a 40°C para obter melhor fermentação. Seu ajudante pegou água da
torneira a 25°C e colocou-a para aquecer num recipiente graduado de capacidade
térmica desprezível. Quando percebeu, a água fervia e atingia o nível 8 do
recipiente. Para obter a água na temperatura de que precisa, deve acrescentar, no
recipiente, água da torneira até o seguinte nível:
a) 18
b) 25
c) 32
d) 40
e) 56
Resolução:
A questão pede em que nível vai ficar após o acréscimo de água, ou seja, o
volume final.
Sabe-se que:
Q = m.c.ΔT
∑Q = 0
Como já tem 8 volumes no recipiente, o volume final vai ser a quantia de volumes
já colocados no recipiente somado ao volume de água adicionado, portanto:
Vf = 8+32
Vf = 40 volumes
Resposta: d.
Resolução:
Se dois corpos sólidos receberam a mesma quantidade de calor e sofreram o
mesmo aumento de temperatura, podemos concluir que os corpos tem a mesma
capacidade térmica (C = Q/ΔT).
Resposta: c.
18) (Puccamp 2016) - A perspectiva de uma pessoa que usa uma garrafa térmica é
que esta não permita a troca de calor entre o meio ambiente e o conteúdo da
garrafa. Porém, em geral, a própria garrafa já provoca uma pequena redução de
temperatura quando nela colocamos um líquido quente, como o café, uma vez
que a capacidade térmica da garrafa não é nula. Numa garrafa térmica que está a
24ºC colocam-se 500 g de água (c = 1 cal/gºC) a 90ºC e, após algum tempo,
nota-se que a temperatura estabiliza em 84ºC. Pode-se afirmar que a capacidade
térmica desta garrafa é, em cal/ºC,
a) 5.
b) 6.
c) 50.
d) 60.
e) 100
Resolução:
Qg + Qa = 0
mg.cg.∆T + ma.ca.∆T = 0
mg.cg.(84-24) + 500.1.(84-90) = 0
Lembre-se que a capacidade térmica pode ser calculada através do produto da
massa pelo calor específico (C = m.c), por isso podemos substituir as variáveis
acima pela capacidade térmica da garrafa (Cg).
Cg.60 + 500.(-6) = 0
Cg = 3000/60
Cg = 50 cal/ºC
Resposta: c.
21) (UFRS) - Para que dois corpos possam trocar calor é necessário que:
I. estejam a diferentes temperaturas.
II. tenham massas diferentes.
III. exista um meio condutor de calor entre eles.
Quais são as afirmativas corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas I e II.
d) Apenas I e III.
e) I, II e III
Resolução:
A condição mínima para que ocorra fluxo de calor é a diferença de temperatura
entre dois corpos.
Resposta: a.