termologia 4

1. (Unicamp 93) Um aluno simplesmente sentado numa sala de aula dissipa uma quantidade de energia
equivalente à de uma lâmpada de 100W. O valor energético da gordura é de 9,0kcal/g. Para simplificar, adote 1
cal=4,0J.
a) Qual o mínimo de quilocalorias que o aluno deve ingerir por dia para repor a energia dissipada?
b) Quantos gramas de gordura um aluno queima durante uma hora de aula?
2. (Fuvest 91) Adote: calor específico da água = 4 J/g°C
A figura adiante esquematiza o arranjo utilizado em uma repetição da experiência de Joule. O calorímetro
utilizado, com capacidade térmica de 1600J/°C, continha 200g de água a uma temperatura inicial de 22,00°C. O
corpo de massa M=1,5kg, é abandonado de uma altura de 8m. O procedimento foi repetido 6 vezes até que a
temperatura do conjunto água+calorímetro atingisse 22,20°C.
a) Calcule a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura do conjunto água+calorímetro.
b) Do total da energia mecânica liberada nas 6 quedas do corpo, qual a fração utilizada para aquecer o
conjunto?
3. (Fuvest 92) Adote: calor específico da água = 1 cal/g.°C
Um recipiente contendo 3600g de água à temperatura inicial de 80°C é posto num local onde a temperatura
ambiente permanece sempre igual a 20°C. Após 5 horas o recipiente e a água entram em equilíbrio térmico com
o meio ambiente. Durante esse período, ao final de cada hora, as seguintes temperaturas foram registradas
para a água: 55°C, 40°C, 30°C, 24°C, e 20°C. Pede-se:
a) um esboço indicando valores nos eixos, do gráfico da temperatura da água em função do tempo;
b) em média, quantas calorias por segundo, a água transferiu para o ambiente.
2
4. (Fuvest 93) Um recipiente de vidro de 500g e calor específico 0,20cal/g°C contém 500g de água cujo calor
específico é 1,0cal/g°C. O sistema encontra-se isolado e em equilíbrio térmico. Quando recebe uma certa
quantidade de calor, o sistema tem sua temperatura elevada.
Determine:
a) a razão entre a quantidade de calor absorvida pela água e a recebida pelo vidro.
b) a quantidade de calor absorvida pelo sistema para uma elevação de 1,0°C em sua temperatura.
5. (Fuvest-gv 91) Uma pessoa bebe 500g de água a 10°C. Admitindo que a temperatura dessa pessoa é de
36,6°C, responda:
a) Qual a energia que essa pessoa transfere para a água?
b) Caso a energia absorvida pela água fosse totalmente utilizada para acender uma lâmpada de 100W, durante
quanto tempo ela permaneceria acesa?
Dados: calor específico da água = 1,0cal/g°C e 1cal = 4J
6. (Ufpe 96) O gráfico a seguir representa a temperatura em função do tempo para 1,0kg de um líquido não
volátil, inicialmente a 20°C. A taxa de aquecimento foi constante e igual a 4600J/min. Qual o calor específico
desse líquido, em unidades de 10£J/(kg°C)?
7. (Ufpe 96) A figura a seguir representa a temperatura de um líquido não-volátil em função da quantidade de
calor por ele absorvida. Sendo a massa do líquido 100g e seu calor específico 0,6cal/g°C, qual o valor em °C da
temperatura T³?
8. (Unesp 91) Na cozinha de um restaurante há dois caldeirões com água, um a 20°C e outro a 80°C. Quantos
litros se deve pegar de cada um, de modo a resultarem, após a mistura, 10 litros de água a 26°C?
9. (Unesp 92) Considere as seguintes afirmações incompletas:
1) Quantidade de calor e temperatura são conceitos...........
2) No movimento circular uniforme, o módulo da aceleração centrípeta e o raio da circunferência são...........
3) 273K¸..............°C.
4) ...........é uma expressão para o trabalho de uma força constante.
5) ...........é uma expressão para o impulso de uma força constante.
6) No SI(Sistema Internacional de Unidades), potência é medida em...............
7) À expressão constante, volume e temperatura absoluta de um gás ideal são...........
8) As grandezas trabalho e energia têm dimensões.............
9) A espessura de um maço de folhas de papel idênticas e o número de folhas são...........
10) A resultante de todas as forças atuando sobre um ponto material em movimento retilíneo e uniforme é...........
Complete cada uma das afirmações apresentadas utilizando apenas a letra (A, E, etc) que corresponda à forma
correta ou mais adequada, conforme o código (onde F é força; d é distância; š é angulo e Ðt é intervalo de
tempo):
A) proporcionais
E) inversamente proporcionais
F) diferentes
I) F. d. cos š
L) zero
N) watts
T) iguais
Z) F. Ðt
10. (Unesp 93) Sob pressão constante, eleva-se a temperatura de certa massa de gelo, inicialmente a 253K, por
meio de transferência de calor a taxa constante, até que se obtenha água a 293K.
A partir do gráfico responda:
a) Qual é o maior calor específico? É o do gelo ou da água? Justifique.
b) Por que a temperatura permanece constante em 273K, durante parte do tempo?
(Descarte a hipótese de perda de calor para o ambiente).
11. (Unesp 95) Massas iguais de água e óleo foram aquecidas num calorímetro, separadamente, por meio de
uma resistência elétrica que forneceu energia térmica com a mesma potência constante, ou seja, em intervalos
de tempo iguais cada uma das massas recebeu a mesma quantidade de calor. Os gráficos na figura adiante
representam a temperatura desses líquidos no calorímetro em função do tempo, a partir do instante em que
iniciou o aquecimento.
a) Qual das retas, I ou II, é a da água, sabendo-se que seu calor específico é maior que o do óleo? Justifique
sua resposta.
b) Determine a razão entre os calores específicos da água e do óleo, usando os dados do gráfico.
12. (Unesp 96) Uma zelosa "mãe de primeira viagem" precisa preparar o banho do recém-nascido, mas não tem
termômetro. Seu pediatra disse que a temperatura ideal para o banho é de 38°C. Ela mora a beira mar e acabou
de ouvir, pelo rádio, que a temperatura ambiente é de 32°C. Como boa estudante de Física, resolve misturar
água fervente com água à temperatura ambiente, para obter a temperatura desejada.
a) Enuncie o princípio físico em que se baseia o seu procedimento.
b) Suponha que ela dispõe de uma banheira com 10 litros de água à temperatura ambiente. Calcule qual é,
aproximadamente, o volume e água fervente que ela deve misturar à água da banheira para obter a temperatura
ideal. Admita desprezível o valor absorvido pela banheira e que a água não transborde.
13. (Unicamp 91) Em um aquário de 10Ø, completamente cheio d'água, encontra-se um pequeno aquecedor de
60W. Sabendo-se que em 25 minutos a temperatura da água aumentou de 2°C, pergunta-se:
a) Que quantidade de energia foi absorvida pela água?
b) Que fração da energia fornecida pelo aquecedor foi perdida para o exterior?
Dados: calor específico da água = 1cal/g°C
1 cal = 4,0J
14. (Unicamp 92) Um rapaz deseja tomar banho de banheira com água à temperatura de 30°C, misturando água
quente e fria. Inicialmente, ele coloca na banheira 100Ø de água fria a 20°C. Desprezando a capacidade térmica
da banheira e a perda de calor da água, pergunta-se:
a) quantos litros de água quente, a 50°C, ele deve colocar na banheira?
b) se a vazão da torneira de água quente é de 0,20Ø/s, durante quanto tempo a torneira deverá ficar aberta?
15. (Fuvest 94) Um calorímetro, constituído por um recipiente isolante térmico ao qual estão acoplados um
termômetro e um resistor elétrico, está completamente preenchido por 0,400kg de uma substância cujo calor
específico deseja-se determinar. Num experimento em que a potência dissipada pelo resistor era de 80W, a
leitura do termômetro permitiu a construção do gráfico da temperatura T em função do tempo t, mostrado na
figura adiante. O tempo t é medido à partir do instante em que a fonte que alimenta o resistor é ligada.
a) Qual o calor específico da substância em joules/(kg°C)?
b) Refaça o gráfico da temperatura em função do tempo no caso da tensão V da fonte que alimenta o resistor
ser reduzida à metade.
16. (Unesp 91) Acende-se uma lâmpada de 100W que está imersa num calorímetro transparente contendo 500g
de água. Em 1 minuto e 40 segundos a temperatura da água sobe 4,5°C. Qual porcentagem de energia elétrica
fornecida à lâmpada é convertida em luz? (Considere o calor específico da água 4,2Joules/g.°C e que a luz
produzida não é absorvida pelo calorímetro. Despreze a capacidade térmica do calorímetro e da lâmpada).
17. (Unicamp 95) Um forno de microondas opera na voltagem de 120 V e corrente de 5,0 A. Colocaram-se neste
forno 200 ml de água à temperatura de 25°C. Admita que toda energia do forno é utilizada para aquecer a água.
Para simplificar, adote 1,0cal=4,0J.
a) Qual a energia necessária para elevar a temperatura da água a 100°C?
b) Em quanto tempo esta temperatura será atingida?
18. (Unitau 95) Deseja-se ferver a água de um recipiente no menor intervalo de tempo possível. Dispõe-se, para
tanto, de um gerador de f.e.m E=60V e resistência interna r=30² e ainda dois resistores, um de 3,0² e outro de
6,0².
a) Qual a melhor maneira de se utilizar os resistores para se conseguir o propósito desejado?
b) Sabendo que a quantidade de calor necessária para ferver a água é de 1,2×10¦cal, calcule o intervalo de
tempo mínimo necessário. adote 1,0cal=4,0J.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO
(Ufpr 95) Na(s) questão(ões) a seguir, escreva no espaço apropriado a soma dos itens corretos.
19. Um recipiente termicamente isolado contém 500g de água na qual se mergulha uma barra metálica
homogênea de 250g. A temperatura inicial da água é 25,0°C e a da barra 80,0°C. Considere o calor específico
da água igual a 1,00cal/g.°C, o do metal igual a 0,200cal/g.°C e despreze a capacidade térmica do recipiente.
Com base nesses dados, é correto afirmar que:
01) A temperatura final de equilíbrio térmico é de 52,5°C.
02) O comprimento da barra permanece constante durante o processo de troca de calor.
04) A temperatura inicial da barra, na escala kelvin, é de 353K.
08) A quantidade de calor recebida pela água é igual à cedida pela barra.
16) A energia interna final da água, no equilíbrio térmico, é menor que sua energia interna inicial.
Soma = (
)
GABARITO
1. a) 90 kcal
b) 10 g
2. a) 480 J
b) 2/3
3. a) Observe a figura a seguir.
b) 12 cal/s
4. a) 5,0
b) 6,0 . 10£ cal
5. a) 5,3 . 10¥ J
b) 5,32 . 10£ s
6. 23 . 10£ J/kg°C
7. 50 °C
8. 1 litro e 9 litros.
9. 1) Quantidade de calor e temperatura são conceitos DIFERENTES.
2) No movimento circular uniforme, o módulo da aceleração centrípeta e o raio da circunferência são
INVERSAMENTE PROPORCIONAIS.
3) 273K¸ 0°C.
4)  = F.d.cos.š é uma expressão para o trabalho de uma força constante.
5) I = F.Ðt é uma expressão para o impulso de uma força constante.
6) No SI(Sistema Internacional de Unidades), potência é medida em WATTS.
7) À expressão constante, volume e temperatura absoluta de um gás ideal são grandezas diretamente
PROPORCIONAIS.
8) As grandezas trabalho e energia têm dimensões IGUAIS.
9) A espessura de um maço de folhas de papel idênticas e o número de folhas são PROPORCIONAIS.
10) A resultante de todas as forças atuando sobre um ponto material em movimento retilíneo e uniforme é
NULA.
10. a) Da água, pois a variação de temperatura é inversamente proporcional ao calor específico sensível.
b) Ocorre mudança de estado no intervalo de 2s a 5s, logo a temperatura é constante.
11. a) II
b) 2
12. a) Princípio da Conservação da Energia. Nos sistemas fechados, as trocas internas ocorrem com
conservação da quantidade de energia.
b) 1 litro.
13. a) 8.10¥ J
b) 1/2
14. a) 50 litros
b) 2,5.10£s
15. a) 5,0.10¤ J/kg°C
b) Observe a figura a seguir:
16. 5,5 %
17. a) 6,0 . 10¥ J
b) 1,0 . 10£ s
18. a) associá-los em série;
b) 6h 16min
19. 04 + 08 = 12