Calor Latente Calor Latente – Lista Básica Lista Básica Lista Básica

Calor Latente – Lista Básica
Prof. Vogt
Atenção: quando não for mencionado no exercício, adote
os seguintes dados:
calor específico da água = 1,0 cal/g °C
calor específico do gelo = 0,50 cal/g °C
o
calor específico do vapor = 0,5 cal/g C
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g
calor latente de vaporização da água = 540 cal/g
3
densidade da água = 1 g/mL = 1 kg/L = 1 g/cm
1 cal = 4J
1. Quanto calor devemos fornecer a um bloco de gelo de
300 g de massa, a 0 °C, sob pressão normal, para fundilo totalmente?
2. Um determinado líquido recebe 2400cal para ser
vaporizado completamente. Sabendo-se que o calor
latente de vaporização vale 30cal/g, determine a massa
desse líquido.
3. Inicialmente em estado líquido e na temperatura de
fusão, um corpo de massa 40g é resfriado se solidifica
completamente. Sabendo-se que foram retiradas
1200cal do líquido, determine:
a) o calor latente de solidificação.
b) o calor latente de fusão.
4. Um bloco de gelo com 200 g de massa, a 0 °C,
precisa receber uma quantidade de calor Q1 para sofrer
fusão total. A água resultante, para ser aquecida até 50
°C, precisa receber uma quantidade de calor Q2. Qual é
o valor de Q, sendo Q = Q1 + Q2?
5. Num calorímetro ideal, encontramos 30 g de água a
20°C, sob pressão normal. Calcule a quantidade de calor
que esse sistema deve receber, até que toda a água
transforme-se em vapor.
6. Você tem 100 g de água à temperatura ambiente
(25°C). Quanto de calor deve-se retirar dessa água para
obter-se um bloco de gelo de 100 g a 0 °C?
7. Deseja-se transformar 100 g de gelo a –20 °C em
água a 30 °C. Quanto calor devemos fornecer a esse
gelo?
8. (EFO Alfenas) A quantidade de calor necessária para
o
transformar 50 g de água a 20 C em vapor de água a
o
140 C é:
a) 27 000 cal
b) 32 000 cal
c) 1 000 cal
d) 4 000 cal
e) 64 000 cal
para o aquecimento, desprezando quaisquer perdas de
energia.
11. (UERJ) Uma menina deseja fazer um chá de
camomila, mas só possui 200 g de gelo fundente e um
forno de microondas cuja potência máxima é 800 W.
Considere que a menina se encontra no Rio de Janeiro
(ao nível do mar), que o calor latente de fusão do gelo
vale 80 cal/g, que o calor específico da água vale 1,0
cal/g °C e que 1 caloria vale aproximadamente 4 J.
Usando esse forno, qual é o tempo mínimo necessário
para a água entrar em ebulição?
12. (UNIFOR) Uma pedra de gelo, de 40 g de massa e à
o
temperatura de –10 C, é exposta ao sol. Admitindo que o
gelo só absorve calor do sol a uma taxa media de 200
cal/min, podemos afirmar que o tempo para a pedra
derreter completamente é, em minutos, de:
a) 1
b) 5
c) 17
d) 16
e) 34
13. (FGV-SP) O vaporizador é um aparelho que permite
aumentar a umidade do ar em um ambiente. A
vaporização ocorre por intermédio de um resistor, que
permanece ligado enquanto estiver em contato com a
água. Uma vez esgotada essa água, o aparelho se
desliga automaticamente. Um desses vaporizadores,
contendo 200 mL de água, inicialmente a 20 °C,
permaneceu funcionando, ininterruptamente, por 2 h até
se desligar. Considerando que toda energia dissipada
pelo resistor é transferida para a água, que todo o vapor
produzido é lançado para o ambiente e que a
vaporização ocorre à temperatura de ebulição, pode-se
concluir que a potência do aparelho, medida em W, é,
aproximadamente:
a) 32
b) 46
c) 69
d) 78
e) 84
14. (UFG) Um corpo de massa 50 g, inicialmente no
estado sólido, recebe calor de acordo com a
representação gráfica a seguir, passando para o estado
líquido:
9. Uma pedra de gelo de 20 g de massa, inicialmente a –
10°C, recebeu 2700 cal. Determine a temperatura
atingida, sabendo que essa energia foi totalmente
aproveitada pelo sistema.
10. Uma fonte de potência constante e igual a 400
cal/min fornece calor a um bloco de gelo com massa de
200 g, inicialmente à temperatura de –20 °C. Sabendo
que o sistema é aquecido a 50 °C, calcule o tempo gasto
No gráfico, Q representa a quantidade de calor recebida
pelo corpo e T, sua temperatura na escala Celsius.
a) O que ocorre no intervalo entre 400cal e 500cal?
Explique.
b) Determine os calores específicos e o calor latente nas
fases representadas no gráfico.
igual a 4,0 J/(g °C) e o calor latente de fusão do gelo
igual a 320 J/g.
a) Qual será a quantidade de calor QF necessária para
fundir o gelo dentro da garrafa?
b) Supondo ideal o isolamento térmico da garrafa e
desprezando a capacidade térmica de suas paredes
internas, qual será a temperatura final da água contida
no seu interior, quando o equilíbrio térmico for atingido?
15. (UFPI) O gráfico a seguir mostra a curva de
aquecimento de certa massa de gelo.
19. Considere 1,0 kg de gelo a 0 °C e uma massa x
vapor de água a 100 °C, colocados em um recipiente
capacidade térmica desprezível. A temperatura final
equilíbrio térmico é 0 °C, e o sistema está totalmente
estado líquido. Qual o valor de x em quilogramas?
Determine a temperatura inicial do gelo (t0) e a
temperatura final da água (t1).
de
de
de
no
20. (UNIVEST) Deseja-se obter 800 gramas de água a
64 °C. Para isso, misturam-se m1 gramas de gelo a 0 °C
com m2 gramas de vapor de água a 100 °C no interior de
um calorímetro perfeitamente adiabático e de
capacidade térmica desprezível. Quais os valores de m1
e m2?
16. (UNESP) Uma quantidade de 1,5 kg de certa
substância encontra-se inicialmente na fase sólida, à
temperatura de –20 °C. Em um processo a pressão
constante de 1,0 atm, ela é levada à fase líquida a 86 °C.
A potência necessária nessa transformação foi de 1,5
kJ/s. O gráfico na figura mostra a temperatura de cada
etapa em função do tempo.
Gabarito
4
1. 2,4 · 10 cal
2. 80g
3. a) – 30cal/g b) 30cal/g
4. 26000 cal
5. 18600 cal
6. 10500 cal
7. 12000 cal
8. B
9. 50 ºC
10. 70 min
11. 3 min
12. C
13. C
14. a) Fusão. Nesse intervalo, o corpo recebe calor
sem alteração em sua temperatura. b) 0,20 cal/g
°C, 2 cal/g, 0,05 cal/g °C
15. –80 °C e 40 °C
16. a) 330 kJ/kg b) 540 kJ
17. a) 1/2 b) 40 cal/g
4
18. a) 3,2 · 10 J b) 10 °C
19. 0,125 kg
20. m1 = 640 g, m2 = 160g
Calcule:
a) o calor latente de fusão LF;
b) o calor necessário para elevar a temperatura de 1,5 kg
dessa substância de 0 °C a 86 °C.
17. Uma fonte térmica de potência constante é utilizada
para aquecer uma amostra de 100 g de uma substância
que está inicialmente no estado sólido. O gráfico mostra
como varia a temperatura dessa substância no decorrer
do tempo de aquecimento.
Tarefa para casa:
1. Esta lista básica de exercícios;
2. Exercícios do livro do capítulo 4:
a) Mudança de estado
Revisando: 2.
Propostos: 2, 3, 4, 7, 12, 14.
Complementares: 1, 2, 3, 5, 21.
b) Diagrama de fases
Propostos: 15, 16, 17, 19, 20.
Determine:
a) a razão cS/cL entre os calores específicos da
substância no estado sólido e no estado líquido;
b) o calor latente de fusão dessa substância, sabendo
que a potência da fonte térmica é igual a 200 cal/s.
18. (UNESP) Uma garrafa térmica contém inicialmente
450 g de água a 30 °C e 100 g de gelo na temperatura
de fusão, a 0 °C. Considere o calor específico da água
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