8 exercícios resolvidos de Calorimetria

Verificação do selo de qualidade a ser colocado numa garrafa térmica baseado nas temperaturas final e inicial

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Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calor entre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu conteúdo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa térmica seria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depois de decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro na Figura do Enunciado apresenta as categorias e os intervalos de variação percentual da temperatura.
Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, são preparadas e misturadas, em uma garrafa, duas amostras de água, uma a e outra a , na proporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se .
Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica?
A) A.
B) B.
C) C.
D) D.
E) E.

Calorias perdidas por um bloco de 20cm cúbicos resfriado de 300ºC a 0ºC

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Um bloco de ferro de 10cm³ é resfriado de 300°C para 0°C. Quantas calorias o bloco perde para o ambiente?
Dados: densidade do ferro=7,85g/cm³ e calor específico do ferro=0,11cal/g.°C

Calorimetria - Trocas de Calor

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Em uma cozinha, uma chaleira com 1L de água ferve. Para que ela pare, são adicionados 500mL de água à 10°C. Qual a temperatura do equilíbrio do sistema?

Verificaçãodos conceitos cotidianos de temperatura e calor e os científicos

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Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras ''calor'' e
''temperatura'' de forma diferente de como elas são usadas
no meio científico. Na linguagem corrente, calor é
identificado como ''algo quente'' e temperatura mede a
''quantidade de calor de um corpo''. Esses significados, no
entanto, não conseguem explicar diversas situações que
podem ser verificadas na prática.
Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a
limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?
A) A temperatura da água pode ficar constante durante o
tempo em que estiver fervendo.
B) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para
verificar a temperatura da água.
C) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a
temperatura da água em uma panela.
D) A água quente que está em uma caneca é passada para
outra caneca a fim de diminuir sua temperatura.
E) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água
que está em seu interior com menor temperatura do que a
dele.

Verificação de como o calor específico influi no aquecimento e resfriamento de uma garrafa preta em comparação a uma garrafa branca

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Em um experimento foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida a lâmpada foi desligada, conforme a Figura do Enunciado.

Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas:
1) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e
2) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente.
A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em
comparação à da branca, durante todo experimento, foi:
A) igual no aquecimento e igual no resfriamento.
B) maior no aquecimento e igual no resfriamento.
C) menor no aquecimento e igual no resfriamento.
D) maior no aquecimento e menor no resfriamento.
E) maior no aquecimento e maior no resfriamento.

Cálculo da quantidade de gasolina consumida por um gerador de energia

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É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o
calor produzido por sua combustão direta, aquecer
litros de água de a . Pode-se efetuar esse
mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que
consome litro de gasolina por hora e fornece a um
resistor de , imerso na água, durante um certo
intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é
transferido à água.
Considerando que o calor específico da água é
igual a , aproximadamente qual a quantidade
de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido
pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da
combustão?
A) A quantidade de gasolina consumida é igual para os
dois casos.
B) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é
duas vezes maior que a consumida na combustão.
C) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é
duas vezes menor que a consumida na combustão.
D) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é
sete vezes maior que a consumida na combustão.
E) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é
sete vezes menor que a consumida na combustão.

Cálculo da largura de uma placa solar dada uma potência estabelecida

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O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de
energia para o nosso planeta. Essa energia pode ser
captada por aquecedores solares, armazenada e
convertida posteriormente em trabalho útil. Considere
determinada região cuja insolação - potência solar
incidente na superfície da Terra - seja de .
Uma usina termossolar utiliza concentradores solares
parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de
extensão. Nesses coletores solares parabólicos, a luz
refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada
em um receptor em forma de cano e aquece o óleo contido
em seu interior a . O calor desse óleo é transferido
para a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em
alta pressão movimenta uma turbina acoplada a um
gerador de energia elétrica.
Considerando que a distância entre a borda inferior e a
borda superior da superfície refletora tenha de largura, conforme a Figura do Enunciado, e que focaliza no receptor os de radiação
provenientes do Sol, e que o calor específico da água é
, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura
de (equivalente a ) de água de para ,
em uma hora, estará entre:
A) e .
B) e .
C) e .
D) e .
E) e .

Verificação da diferença de capacidade calorífica entre dois gases

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Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na Figura do Enunciado. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores , como mostrado no gráfico na Figura do Enunciado. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares de dois diferentes gases, denominados M e V.

A diferença no comportamento dos gases no experimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar:
A) maior pressão de vapor.
B) menor massa molecular.
C) maior compressibilidade.
D) menor energia de ativação.
E) menor capacidade calorífica.

Entendendo Calorimetria

Em termodinâmica, Calorimetria é a parte da ciência física que estuda as trocas de energia entre corpos ou sistemas quando essas trocas se dão na forma de calor.
Calor significa uma transferência de energia térmica de um sistema para outro, ou seja: podemos dizer que um corpo recebe calor, mas não que ele possui calor.
A Calorimetria é uma ramificação da termologia.