CALOR SEM MUDANÇA DE FASE 1. (Unesp) A energia contida

CALOR SEM MUDANÇA DE FASE
1. (Unesp) A energia contida nos alimentos
Para determinar o valor energético de um alimento, podemos queimar certa quantidade desse
produto e, com o calor liberado, aquecer determinada massa de água. Em seguida, mede-se a
variação de temperatura sofrida pela água depois que todo o produto foi queimado, e
determina-se a quantidade de energia liberada na queima do alimento. Essa é a energia que tal
alimento nos fornece se for ingerido.
No rótulo de um pacote de castanha de caju, está impressa a tabela a seguir, com informações
nutricionais sobre o produto.
INFORMAÇÃO NUTRICIONAL
Porção 15 g
Quantidade por porção
90 kcal
Valor energético
Carboidratos
4,2 g
Proteínas
3g
Gorduras totais
7,3 g
Gorduras saturadas
1,5 g
Gordura trans
0g
Fibra alimentar
1g
Sódio
45 g
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Considere que 150 g de castanha tenham sido queimados e que determinada massa m de
água, submetida à chama dessa combustão, tenha sido aquecida de 15 C para 87 C.
Sabendo que o calor específico da água líquida é igual a 1cal (g  C) e que apenas 60% da
energia liberada na combustão tenha efetivamente sido utilizada para aquecer a água, é
correto afirmar que a massa m, em gramas, de água aquecida era igual a
a) 10000.
b) 5000.
c) 12500.
d) 7500.
e) 2500.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões
comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o
astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição
cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra.
2. (Unicamp) Os cálculos dos pesquisadores sugerem que a temperatura média dessa estrela
é de Ti  2.700 C. Considere uma estrela como um corpo homogêneo de massa
M  6,0  1024 kg constituída de um material com calor específico c  0,5 kJ / (kg C). A
quantidade de calor que deve ser perdida pela estrela para que ela atinja uma temperatura final
de Tf  700 C é igual a
a) 24,0  1027 kJ.
b) 6,0  1027 kJ.
c) 8,1 1027 kJ.
d) 2,1 1027 kJ.
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3. (Pucrs) Uma forma de aquecer água é usando aquecedores elétricos de imersão,
dispositivos que transformam energia elétrica em energia térmica, mediante o uso de resistores
elétricos. Um desses aquecedores, projetado para fornecer energia na razão de 500 calorias
por segundo, é utilizado no aquecimento de 500 gramas de água, da temperatura de 20 C
para 80 C. Considerando que toda a energia transferida é aproveitada no aquecimento da
água e sabendo que o calor específico da água é c  1,0 cal / g  C, o tempo necessário para
atingir 80 C é igual a
a) 60 s
b) 68 s
c) 75 s
d) 84 s
e) 95 s
4. (Unesp) O gráfico representa, aproximadamente, como varia a temperatura ambiente no
período de um dia, em determinada época do ano, no deserto do Saara. Nessa região a maior
parte da superfície do solo é coberta por areia e a umidade relativa do ar é baixíssima.
A grande amplitude térmica diária observada no gráfico pode, dentre outros fatores, ser
explicada pelo fato de que
a) a água líquida apresenta calor específico menor do que o da areia sólida e, assim, devido a
maior presença de areia do que de água na região, a retenção de calor no ambiente torna-se
difícil, causando a drástica queda de temperatura na madrugada.
b) o calor específico da areia é baixo e, por isso, ela esquenta rapidamente quando ganha calor
e esfria rapidamente quando perde. A baixa umidade do ar não retém o calor perdido pela
areia quando ela esfria, explicando a queda de temperatura na madrugada.
c) a falta de água e, consequentemente, de nuvens no ambiente do Saara intensifica o efeito
estufa, o que contribui para uma maior retenção de energia térmica na região.
d) o calor se propaga facilmente na região por condução, uma vez que o ar seco é um
excelente condutor de calor. Dessa forma, a energia retida pela areia durante o dia se
dissipa pelo ambiente à noite, causando a queda de temperatura.
e) da grande massa de areia existente na região do Saara apresenta grande mobilidade,
causando a dissipação do calor absorvido durante o dia e a drástica queda de temperatura à
noite.
5. (Ucs) Assumindo que o calor específico da água vale 1 cal / g C, considere que 100 g de
água a 60 C foram depositadas em uma cuia de chimarrão que já possuía erva-mate e
bomba. Suponha que após um rápido intervalo de tempo a água transmitiu 100 calorias para a
bomba, 100 calorias para a erva e 30 calorias para a cuia. Qual a temperatura da água no
instante exato após terem ocorrido essas transmissões de calor? Para fins de simplificação,
ignore qualquer outro evento de perda de energia interna da água que não esteja entre os
citados acima.
a) 57,7 °C
b) 52,3 °C
c) 45,0 °C
d) 28,2 °C
e) 23 °C
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6. (Unifor) O café é uma das bebidas mais consumidas no mundo. O Brasil ainda é um dos
maiores exportadores desta rubiácea. Ao saborear uma xícara desta bebida em uma cafeteria
da cidade, André verificou que a xícara só estava morna. O café foi produzido a 100,00 C. A
xícara era de porcelana cujo calor específico c x  0,26 cal / gC e sua temperatura antes do
contato com o café era de 25,00 C. Considerando o calor específico do café de
cc  1,0 cal / gC, a massa da xícara mx  50,00 g e a massa do café mc  150,00 g, a
temperatura aproximada da xícara detectada por André, supondo já atingido o equilíbrio
térmico e considerando não ter havido troca de calor com o ambiente, era:
a) 94,00 C
b) 84,00 C
c) 74,00 C
d) 64,00 C
e) 54,00 C
7. (Uerj) Um sistema é constituído por uma pequena esfera metálica e pela água contida em
um reservatório. Na tabela, estão apresentados dados das partes do sistema, antes de a esfera
ser inteiramente submersa na água.
Partes do sistema
esfera
metálica
água do
reservatório
Temperatura
inicial (°C)
Capacidade
térmica
(cal/°C)
50
2
30
2000
A temperatura final da esfera, em graus Celsius, após o equilíbrio térmico com a água do
reservatório, é cerca de:
a) 20
b) 30
c) 40
d) 50
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
O gráfico representa, em um processo isobárico, a variação em função do tempo da
temperatura de uma amostra de um elemento puro cuja massa é de 1,0 kg, observada durante
9 minutos.
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A amostra está no estado sólido a 0 º C no instante t  0 e é aquecida por uma fonte de calor
que lhe transmite energia a uma taxa de 2,0  103 J / min, supondo que não haja perda de
calor.
8. (Ufrgs) A partir dos dados do gráfico, pode-se afirmar que esse elemento apresenta uma
temperatura de fusão e um calor específico no estado líquido que são, respectivamente,
a) 70 º C e 180 J / (kg  K).
b) 70 º C e 200 J / (kg  K).
c) 70 º C e 150 J / (kg  K).
d) 40 º C e 180 J / (kg  K).
e) 40 º C e 200 J / (kg  K).
9. (Uern) Ao trocar calor com o meio ambiente, um corpo de massa 0,5 kg teve sua
temperatura reduzida para 20°C, sem sofrer mudança no seu estado físico. Sendo o calor
específico da substância que constitui esse corpo igual a 0,175 cal/g °C e a quantidade total de
calor transferida igual a 4.900 cal, então, a temperatura inicial do corpo no início do processo
era de
a) 72°C.
b) 76°C.
c) 80°C.
d) 84°C.
10. (Uerj) Em um laboratório, as amostras X e Y, compostas do mesmo material, foram
aquecidas a partir da mesma temperatura inicial até determinada temperatura final.
Durante o processo de aquecimento, a amostra X absorveu uma quantidade de calor maior que
a amostra Y.
Considerando essas amostras, as relações entre os calores específicos cX e cY, as capacidades
térmicas CX e CY e as massas mX e mY são descritas por:
a) cX = cY CX > CY mX > mY
b) cX > cY CX = CY mX = mY
c) cX = cY CX > CY mX = mY
d) cX > cY CX = CY mX > mY
11. (Enem) Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a
temperatura da água até 70°C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de
30°C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um
outro reservatório, que se encontra a 25°C.
Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho
à temperatura ideal?
a) 0,111.
b) 0,125.
c) 0,357.
d) 0,428.
e) 0,833.
12. (Uern) Para se aquecer um corpo constituído por uma substância de calor específico 0,4
cal/g °C foi utilizado uma fonte térmica que fornece 120 cal/min. Se, no aquecimento, o corpo
sofreu um aumento de 50 °C em sua temperatura num intervalo de 15 minutos, então, a massa
desse corpo e de
a) 60 g.
b) 80 g.
c) 90 g.
d) 180 g.
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13. (Pucrj) Um copo com 300 ml de água é colocado ao sol. Após algumas horas, verifica-se
que a temperatura da água subiu de 10 °C para 40 °C.
Considerando-se que a água não evapora, calcule em calorias a quantidade de calor absorvida
pela água.
Dados: dágua = 1 g/cm3 e cágua = 1 cal/g °C
a) 1,5  105
b) 2,0  105
c) 3,0  103
d) 9,0  103
e) 1,2  102
14. (Uern) Um corpo constituído por uma substância de calor específico 840 J/kg°C e aquecido
por uma fonte térmica e apresenta variação de temperatura conforme o gráfico.
Se o corpo tem massa igual a 250 g, então a quantidade de calor fornecida pela fonte a cada
minuto é (Considerar: 1cal = 4,2 Joules)
a) 75 cal.
b) 25 cal.
c) 50 cal.
d) 42 cal.
15. (Enem PPL) Em um centro de pesquisa de alimentos, um técnico efetuou a determinação
do valor calórico de determinados alimentos da seguinte forma: colocou uma massa conhecida
de água em um recipiente termicamente isolado. Em seguida, dentro desse recipiente, foi
queimada uma determinada massa do alimento. Como o calor liberado por essa queima é
fornecido para a água, o técnico calculou a quantidade de calor que cada grama do alimento
libera.
Para a realização desse teste, qual aparelho de medida é essencial?
a) Cronômetro.
b) Dinamômetro.
c) Termômetro.
d) Radiômetro.
e) Potenciômetro.
16. (Uel) O homem utiliza o fogo para moldar os mais diversos utensílios. Por exemplo, um
forno é essencial para o trabalho do ferreiro na confecção de ferraduras. Para isso, o ferro é
aquecido até que se torne moldável. Considerando que a massa de ferro empregada na
confecção de uma ferradura é de 0,5 kg, que a temperatura em que o ferro se torna moldável é
de 520 ºC e que o calor específico do ferro vale 0,1 cal/gºC, assinale a alternativa que fornece
a quantidade de calor, em calorias, a ser cedida a essa massa de ferro para que possa ser
trabalhada pelo ferreiro.
Dado: temperatura inicial da ferradura: 20 ºC.
a) 25
b) 250
c) 2500
d) 25000
e) 250000
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17. (Ufpa) Um homem gasta 10 minutos para tomar seu banho, utilizando-se de um chuveiro
elétrico que fornece uma vazão constante de 10 litros por minuto. Sabendo-se que a água tem
uma temperatura de 20°C ao chegar no chuveiro e que alcança 40°C ao sair do chuveiro, e
admitindo-se que toda a energia elétrica dissipada pelo resistor do chuveiro seja transferida
para a água nesse intervalo de tempo, é correto concluir-se que a potência elétrica desse
chuveiro é
Obs.: Considere que a densidade da água é 1 kg/litro, que o calor específico da água é 1 cal/g
ºC e que 1 cal = 4,2 J.
a) 10 KW
b) 12 KW
c) 14 KW
d) 16 KW
e) 18 KW
18. (Upf) Dois blocos metálicos A e B, ambos de materiais diferentes, são colocados em
contato no interior de um calorímetro ideal, de modo a isolá-los de influências externas.
Considerando que a massa do bloco A (m A) é igual ao dobro da massa do bloco B (mB), o calor
específico do bloco A (cA) é igual à metade do calor específico do bloco B (cB) e a temperatura
inicial do bloco A (TA) é igual ao triplo da temperatura inicial do bloco B (T B), pode-se afirmar
que, quando alcançado o equilíbrio térmico do sistema, a temperatura de equilíbrio (T eq) será
igual a:
a) TB
b) 2 TB
c) 3 TB
d) 4 TB
e) 5 TB
19. (Pucrj) Uma barra metálica, que está sendo trabalhada por um ferreiro, tem uma massa M
= 2,0 kg e está a uma temperatura Ti. O calor específico do metal é cM = 0,10 cal/g °C.
Suponha que o ferreiro mergulhe a barra em um balde contendo 10 litros de água a 20 °C. A
temperatura da água do balde sobe 10 °C com relação à sua temperatura inicial ao chegar ao
equilíbrio.
Calcule a temperatura inicial Ti da barra metálica.
Dado: cágua = 1,0 cal/g °C e dágua = 1,0 g/cm3
a) 500 °C
b) 220 °C
c) 200 °C
d) 730 °C
e) 530 °C
20. (Unesp) 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.
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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.
21. (Ufrgs) O gráfico a seguir representa o calor absorvido por unidade de massa, Q/m, em
função das variações de temperatura T para as substâncias ar, água e álcool, que recebem
calor em processos em que a pressão é mantida constante.
(Considere que os valores de calor específico do ar, do álcool e da água são, respectivamente,
1,0 kJ/kg.°C, 2,5 kJ/kg.°C e 4,2 kJ/kg.°C.)
Com base nesses dados, é correto afirmar que as linhas do gráfico identificadas pelas letras X,
Y e Z, representam, respectivamente,
a) o ar, o álcool e a água.
b) o ar, a água e o álcool.
c) a água, o ar e o álcool.
d) a água, o álcool e o ar.
e) o álcool, a água e o ar.
22. (Ulbra) Um bico de Bunsen consome 1,0 litro de gás combustível por minuto. A combustão
de 1,0m3 de gás libera 5000kcal. Sobre o bico de gás, coloca-se um recipiente contendo 2,0
litros de água a 10°C. Sabendo que para o aquecimento da água se aproveitam 60% do calor
liberado pela combustão do gás e dado o calor específico sensível da água 1 cal/(g.°C) e
massa específica 1g/cm 3, o tempo necessário, em minutos, para levar a água ao ponto de
ebulição, é o seguinte:
a) 35.
b) 40.
c) 55.
d) 60.
e) 90.
23. (Uel) Um martelo de massa M = 1, 2 kg, com velocidade de módulo 6, 5 m/s, golpeia um
prego de massa m = 14 g e para, após cada impacto. Considerando que o prego absorve toda
a energia das marteladas, uma estimativa do aumento da temperatura do prego, gerado pelo
impacto de dez marteladas sucessivas, fornecerá o valor aproximado de:
Dado:
Calor específico do ferro c = 450J/kgºC
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a) 40 ºC
b) 57 ºC
c) 15 ºK
d) 57 ºK
e) 15 ºF
24. (Espcex (Aman)) A utilização do termômetro, para a avaliação da temperatura de um
determinado corpo, é possível porque, após algum tempo de contato entre eles, ambos
adquirem a mesma temperatura.
Neste caso, é válido dizer que eles atingem a (o)
a) equilíbrio térmico.
b) ponto de condensação.
c) coeficiente de dilatação máximo.
d) mesma capacidade térmica.
e) mesmo calor específico.
25. (Unesp) Foi realizada uma experiência em que se utilizava uma lâmpada de
incandescência para, ao mesmo tempo, aquecer 100 g de água e 100 g de areia. Sabe-se que,
aproximadamente, 1 cal = 4 J e que o calor específico da água é de 1 cal/g ºC e o da areia é
0,2 cal/g ºC. Durante 1 hora, a água e a areia receberam a mesma quantidade de energia da
lâmpada, 3,6 kJ, e verificou-se que a água variou sua temperatura em 8 ºC e a areia em 30 ºC.
Podemos afirmar que a água e a areia, durante essa hora, perderam, respectivamente, a
quantidade de energia para o meio, em kJ, igual a
a) 0,4 e 3,0.
b) 2,4 e 3,6.
c) 0,4 e 1,2.
d) 1,2 e 0,4.
e) 3,6 e 2,4.
26. (Uftm) Dona Joana é cozinheira e precisa de água a 80 ºC para sua receita. Como não tem
um termômetro, decide misturar água fria, que obtém de seu filtro, a 25 ºC, com água fervente.
Só não sabe em que proporção deve fazer a mistura. Resolve, então, pedir ajuda a seu filho,
um excelente aluno em física. Após alguns cálculos, em que levou em conta o fato de morarem
no litoral, e em que desprezou todas as possíveis perdas de calor, ele orienta sua mãe a
misturar um copo de 200 mL de água do filtro com uma quantidade de água fervente, em mL,
igual a
a) 800.
b) 750.
c) 625.
d) 600.
e) 550.
27. (Espcex (Aman)) Para elevar a temperatura de 200 g de uma certa substância, de calor
específico igual a 0,6cal / gº C , de 20°C para 50°C, será necessário fornecer-lhe uma
quantidade de energia igual a:
a) 120 cal
b) 600 cal
c) 900 cal
d) 1800 cal
e) 3600 cal
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Em abril de 2010, erupções vulcânicas na Islândia paralisaram aeroportos em vários países da
Europa. Além do risco da falta de visibilidade, as cinzas dos vulcões podem afetar os motores
dos aviões, pois contêm materiais que se fixam nas pás de saída, causando problemas no
funcionamento do motor a jato.
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28. (Unicamp) Considere que o calor específico de um material presente nas cinzas seja c =
0,8 J/g0C . Supondo que esse material entra na turbina a −200C, a energia cedida a uma massa
m = 5g do material para que ele atinja uma temperatura de 880 0C é igual a
a) 220 J.
b) 1000 J.
c) 4600 J.
d) 3600 J.
29. (Uft) Para inserir esferas de alumínio de 10 cm de diâmetro no canal de um rolamento, as
esferas devem passar por uma fenda circular de 9,99 cm de diâmetro. Uma forma de fazer isso
consiste em resfriar as esferas em álcool, dentro de um calorímetro ideal, até que estas atinjam
o equilíbrio térmico com o álcool e tenham seus diâmetros reduzidos o suficiente para passar
pela fenda. Qual é a alternativa que melhor representa a máxima temperatura inicial de 0,5 kg
de álcool para que a esfera passe pela fenda?
Considere o coeficiente de dilatação linear do alumínio: 2,5 x 10-5 (1/K)
Dados:
Temperatura inicial da esfera: 30ºC
Massa da esfera: 100 g
Calor específico do álcool etílico: 2428 (1/K)
Calor específico alumínio: 910 (1/K)
a) -8,6 ºC
b) 0,0 ºC
c) -23,0 ºC
d) -7,0 ºC
e) 2,4 ºC
30. (Ufrgs) Um corpo de alumínio e outro de ferro possuem massas m Al e mFe respectivamente.
Considere que o calor específico do alumínio é o dobro do calor específico do ferro.
Se os dois corpos, ao receberem a mesma quantidade de calor Q, sofrem a mesma variação
de temperatura ∆T, as massas dos corpos são tais que
a) mAl = 4mFe.
b) mAl = 2mFe.
c) mAl = mFe.
d) mAl = mFe/2.
e) mAl = mFe/4.
31. (Fgv) A primeira coisa que o vendedor de churros providencia é o aquecimento dos 4 litros
de óleo de fritura que cabem em sua fritadeira. A partir de 20 ºC, levam-se 12 minutos para que
a temperatura do óleo chegue a 200 ºC, aquecimento obtido por um único queimador (boca de
fogão), de fluxo constante, instalado em seu carrinho. Admitindo que 80% do calor proveniente
do queimador seja efetivamente utilizado no aquecimento do óleo, pode-se determinar que o
fluxo de energia térmica proveniente desse pequeno fogão, em kcal/h, é, aproximadamente,
Dados: densidade do óleo = 0,9 kg/L
calor específico do óleo = 0,5 cal/(g.ºC)
a) 4 000.
b) 3 500.
c) 3 000.
d) 2 500.
e) 2 000.
32. (Unesp) As pontes de hidrogênio entre moléculas de água são mais fracas que a ligação
covalente entre o átomo de oxigênio e os átomos de hidrogênio. No entanto, o número de
ligações de hidrogênio é tão grande (bilhões de moléculas em uma única gota de água) que
estas exercem grande influência sobre as propriedades da água, como, por exemplo, os altos
valores do calor específico, do calor de vaporização e de solidificação da água. Os altos
valores do calor específico e do calor de vaporização da água são fundamentais no processo
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de regulação de temperatura do corpo humano. O corpo humano dissipa energia, sob atividade
normal por meio do metabolismo, equivalente a uma lâmpada de 100 W.
Se em uma pessoa de massa 60 kg todos os mecanismos de regulação de temperatura
parassem de funcionar, haveria um aumento de temperatura de seu corpo. Supondo que todo
o corpo é feito de água, em quanto tempo, aproximadamente, essa pessoa teria a temperatura
de seu corpo elevada em 5 ºC?
Dado: calor específico da água  4,2 x 103 J/kg·ºC.
a) 1,5 h.
b) 2,0 h.
c) 3,5 h.
d) 4,0 h.
e) 5,5 h.
33. (Pucrs) Para responder a questão, leia as informações a seguir e analise as afirmativas.
Pensando em tomar chimarrão, um gaúcho usa um ebulidor (ou resistência elétrica) para
aquecer 1,0 kg de água, de 30 oC até 80 oC. O ebulidor foi conectado a uma tensão de 100 V.
O processo de aquecimento acontece em 10 minutos. Considera-se que o calor específico da
água é 4,2 x 103 J/kgoC.
Sobre o processo descrito acima, afirma-se:
I. A energia absorvida pela água no processo é de 2,1 x 105 J.
II. Desprezando quaisquer trocas de energia, a não ser as que ocorrem entre a água e o
ebulidor, a potência elétrica requerida pelo ebulidor é de 2,1 x 104 W.
III. A resistência elétrica do ebulidor é maior do que 2,5 x 101 Ω .
A(s) afirmativa(s) correta(s) é/são
a) II, apenas.
b) I e II, apenas.
c) I e III, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.
34. (Fuvest) Energia térmica, obtida a partir da conversão de energia solar, pode ser
armazenada em grandes recipientes isolados, contendo sais fundidos em altas temperaturas.
Para isso, pode-se utilizar o sal nitrato de sódio (NaNO3), aumentando sua temperatura de
300ºC para 550ºC, fazendo-se assim uma reserva para períodos sem insolação. Essa energia
armazenada poderá ser recuperada, com a temperatura do sal retornando a 300ºC.
Para armazenar a mesma quantidade de energia que seria obtida com a queima de 1 L de
gasolina, necessita-se de uma massa de NaNO3 igual a
Dados:
Poder calórico da gasolina = 3,6×107 J/L
Calor específico do NaNO3 = 1,2×103 J/Kg ºC
a) 4,32 kg.
b) 120 kg.
c) 240 kg.
d) 3×104 kg.
e) 3,6×104 kg.
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TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
SUPERCONDUTIVIDADE
O termo supercondutividade se refere à capacidade que alguns materiais têm de conduzir a
corrente elétrica sem que ocorram perdas de energia na forma de calor.
O QUE FAZ UM CONDUTOR SER SUPER?
A história dos semicondutores já é quase centenária e começa em 1911 com o físico Heike
Kamerling Onnes, que observou o fenômeno no mercúrio resfriado a 4,2 K. Em 1995,
compostos de cobre dopados com tálio exibiram o fenômeno da supercondutividade a
temperaturas de 138 K a pressões ambientes e até a temperaturas de 164 K em altas
pressões.
Em um condutor comum, os elétrons da corrente elétrica são continuamente espalhados pelos
íons metálicos do fio, perdendo energia, que aquece o fio, fenômeno conhecido como efeito
joule. Em um supercondutor, esses elétrons combinam-se e formam os chamados pares de
Cooper, unidos por uma interação atrativa, e movem-se sem haver espalhamento.
(Texto adaptado de Scientific American Brasil, ano 8 numero 88, págs. 48-55.)
35. (Pucmg) Essa energia perdida seria capaz de aquecer até 100ºC, aproximadamente
quantos quilogramas de água inicialmente a 28 ºC?
Dado: c = 4200 J/kg.oC
a) 3,5 x 103kg
b) 1,2 x 103 kg
c) 4,5 x 105 Kg
d) 1,0 x 106kg
36. (Ufg) Com o objetivo de economizar energia, um morador instalou no telhado de sua
residência um coletor solar com capacidade de 1,2 x 108 cal/dia. Toda essa energia foi utilizada
para aquecer 2,0 x 103 L de água armazenada em um reservatório termicamente isolado. De
acordo com estes dados, a variação da temperatura da água (em graus Celsius) ao final de um
dia é de:
Dados:
Calor específico da água ca = 1,0 cal/g °C
Densidade da água da = 1,0 g/cm3
a) 1,2
b) 6,0
c) 12,0
d) 60,0
e) 120,0
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CALOR SEM MUDANÇA DE FASE
37. (Unesp) Segundo a Biblioteca Virtual Leite Lopes, “o calor de combustão de um
combustível é a quantidade de calor que 1 grama da substância produz, ao ser completamente
queimada”.
(www.prossiga.br/leitelopes/)
O calor de combustão do carvão vegetal pode ter valores muito variáveis, mas um valor médio
bem aceito é 3,0  107 J / kg. Nesse caso, sabendo-se que o calor específico da água é
4,2  103 J / kg.º C e supondo que não haja perdas, a massa de carvão que, completamente
queimada, fornece a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1,0 kg de
água de 28 °C à fervura (100 °C), em gramas, é aproximadamente de
a) 600.
b) 300.
c) 150.
d) 50.
e) 10.
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CALOR SEM MUDANÇA DE FASE
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[D]
Resposta da questão 2:
[B]
Resposta da questão 3:
[A]
Resposta da questão 4:
[B]
Resposta da questão 5:
[A]
Resposta da questão 6:
[A]
Resposta da questão 7:
[B]
Resposta da questão 8:
[E]
Resposta da questão 9:
[B]
Resposta da questão 10:
[A]
Resposta da questão 11:
[B]
Resposta da questão 12:
[C]
Resposta da questão 13:
[D]
Resposta da questão 14:
[B]
Resposta da questão 15:
[C]
Resposta da questão 16:
[D]
Resposta da questão 17:
[C]
Resposta da questão 18:
[B]
Resposta da questão 19:
[E]
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CALOR SEM MUDANÇA DE FASE
Resposta da questão 20:
[C]
Resposta da questão 21:
[A]
Resposta da questão 22:
[D]
Resposta da questão 23:
[A]
Resposta da questão 24:
[A]
Resposta da questão 25:
[C]
Resposta da questão 26:
[E]
Resposta da questão 27:
[E]
Resposta da questão 28:
[D]
Resposta da questão 29:
[D]
(Esse é o gabarito oficial fornecido pela banca examinadora, porém não há resposta.)
OBS: o examinador confundiu-se na unidade de calor específico e distraiu-se na resolução da
questão, fazendo –10 – 3 = –7. Por isso julgamos que na alternativa D, dada como resposta,
deveria está –13°C. Mas a questão em si é boa, por isso vamos resolvê-la fazendo os devidos
consertos.
Dados: T0e = 30 °C; me = 100 g = 0,1 kg; Al = 2,5  10 K–1; malc = 0,5 kg cAll = 910 J/kg·K = 910
J/kg·°C; calc = 2.428 J/kg·K = 2.428 J/kg·°C; D0 = 10 cm; D = 9,99 cm.
Como se trata de variação de temperatura, podemos usar o coeficiente de dilatação em K–1 ou
°C–1, pois a variação de 1°C corresponde à variação de 1 K.
Calculando a variação de temperatura que deve sofrer a esfera:
D
9,99  10
10 2


D = D0 Al Te  Te =
 Te = – 40°C.
D0  Al 10 2,5  10 5
2,5  10 4


Como a esfera está inicialmente à temperatura T0e = 10 °C, temos:
Te = T – T0e  –40 = T – 10  T = –30°C.
Ao colocar a esfera e o álcool num calorímetro ideal, temos um sistema termicamente isolado,
que deve atingir o equilíbrio térmico em T = –30°C. Então, calculemos a temperatura inicial do
álcool (T0alc)
m c T
Qalcool = Qesfera = 0  malc calc (T – T0alc) + me cAl Te = 0  T  T0alc =  e Al e
malc c alc
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CALOR SEM MUDANÇA DE FASE
Substituindo os dados:
0,1(910)( 40)
–10 – T0alc = 
 –10 – T0alc  3  T0alc = –10 – 3 
0,5(2.428)
T0alc = –13 °C.
Resposta da questão 30:
[D]
Resposta da questão 31:
[E]
Resposta da questão 32:
[C]
Resposta da questão 33:
[C]
Resposta da questão 34:
[B]
Resposta da questão 35:
[B]
Resposta da questão 36:
[D]
Resposta da questão 37:
[E]
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