Lista 5

Lista 05 – Balanço Energético
1. O calor específico de um material é constante e igual a c. Uma quantidade de material, de massa 1
kg e à temperatura de 10 °C, é posta em contato com o mesmo material, a uma temperatura de 40 °C,
com massa de 2 kg. Encontre a temperatura final de equilíbrio térmico dos dois corpos.
Resposta: 30 °C
2. Em 200 g de água a 20 °C mergulha-se um bloco metálico de calor específico igual a 0,25 cal/g°C.
Determine a massa do bloco metálico, sabendo que inicialmente o bloco estava à temperatura de 50 °C
e que a temperatura final da mistura água-bloco é 30 °C.
Resposta: 200 g
3. Uma barra metálica à temperatura de 100 °C é colocada dentro de um recipiente termicamente
isolado contendo 1 litro de água à temperatura de 20 °C. O equilíbrio se estabelece então a 60 °C. Qual
seria a temperatura de equilíbrio se o volume de água fosse de 3 litros, mantendo-se as outras
condições?
Resposta: 40 °C
4. As temperaturas de 3 porções, A, B e C, de um líquido contido em três frascos são mantidas a 15 °C,
20 °C e 25 °C, respectivamente. Quando A e B são misturados, a temperatura de equilíbrio é 18 °C, e
quando B e C são misturados, a temperatura final de equilíbrio é 24 °C. Que temperatura final é
esperada quando se mistura a porção A com a porção C? Suponha desprezíveis as trocas de calor com
o mundo exterior.
Resposta: 23,57 °C
5. Tem-se um calorímetro de capacidade térmica 40 cal/°C, com 8oo g de água, a 20 °C. Introduz-se
nesse calorímetro um pedaço de ferro de massa 1600 g, a 300 °C. Determine o calor especifico do
ferro, sabendo que a temperatura final da mistura água-ferro-calorímetro é 64,8 °C.
Resposta: 0,1 cal/g °C
6. Um calorímetro de massa 400 g é constituído de m material de calor específico 0,5 cal/g°C. Este
calorímetro está em equilíbrio térmico com 300 g de água a 20 °C em seu interior, quando é
introduzido um sólido de massa 100 g a uma temperatura de 650 °C. Após o conjunto entrar em
equilíbrio térmico, verificou-se que a temperatura final era de 50 °C. Supondo desprezíveis as perdas
de calor, determine o calor específico do corpo sólido.
Resposta: 0,25 cal/g°C
7. Os itens abaixo se referem aos estados de agregação da matéria: sólido, líquido e gasoso. Assinale
a(s) alternativa(s) correta(s).
01 – No estado sólido, forma e volume são bem definidos.
02 – O esquema abaixo mostra a mudança entre os estados líquido e gasoso.
Estado Líquido
Condensação
Estado Gasoso
Vaporização
04 – Fusão é um fenômeno que ocorre com a absorção de calor pela substância e, conseqüente
mudança de estado físico.
08 – A transformação que leva uma substância diretamente do estado sólido para o estado de vapor,
sem passar pelo estado líquido, denomina-se sublimação.
16 – Ao aquecer um líquido na panela de pressão, usa-se o seguinte princípio: o aumento da pressão
sobre o líquido dificulta sua vaporização, aumentando assim sua temperatura de ebulição, facilitando o
cozimento.
32 – O volume da massa d´água aumenta quando ela se transforma em gelo. Por este motivo, uma
garrafa cheia d´água colocada em um congelador parte-se quando a água se solidifica.
Resposta: 61
8. Analise os dados da tabela abaixo referentes à pressão e à temperatura.
P (cmHg)
T (°C)
150
120
76
100
72
98
67
67
64
95
60
93
56
92
Considere as seguintes informações:
1° - A tabela fornece a temperatura T, na qual a água entra em ebulição em função da pressão p, que é
exercida sobre ela.
2° - A cada 100 m de elevação na atmosfera terrestre corresponde à diminuição de, aproximadamente,
1 cmHg na pressão atmosférica, para altitudes não muito grandes.
3° - Em uma certa cidade, um estudante verificou que a água, em uma panela aberta, entra em ebulição
a 95 °C.
Com base nestas informações, determine, aproximadamente, qual a altitude da cidade, em que o
estudante realizou sua experiência, em relação ao nível do mar.
Resposta: 1200 m
9. A figura abaixo representa o diagrama de fase de uma substância simples.
p
B
A
T
Se a substância for expandida isotermicamente a partir do estado B, determine o processo de mudança
de fase que ocorrerá.
Resposta:Vaporização
10. Analisando o gráfico da questão anterior, determine quais as mudanças de fase que a substância
poderá sofrer, se sua temperatura aumentar isobaricamente, a partir de A.
Resposta: Fusão e vaporização