1) (VUNESP) Massas iguais de cinco líquidos distintos, cujos calores específicos estão dados na tabela adiante, encontram-se armazenadas, separadamente e à mesma temperatura, dentro de cinco recipientes com boa isolação e capacidade térmica desprezível. Se cada líquido receber a mesma quantidade de calor, suficiente apenas para aquecê-lo, mas sem alcançar seu ponto de ebulição, aquele que apresentará temperatura mais alta, após o aquecimento, será: a) a água. b) o petróleo. c) a glicerina. d) o leite. e) o mercúrio. 2) (FUVEST-SP) Adote: calor específico da água: 1,0 cal/g°C. Calor de combustão é a quantidade de calor liberada na queima de uma unidade de massa do combustível. O calor de combustão do gás de cozinha é 6000kcal/kg. Aproximadamente quantos litros de água à temperatura de 20°C podem ser aquecidos até a temperatura de 100°C com um bujão de gás de 13kg? Despreze perdas de calor: a) 1 litro b) 10 litros c) 100 litros d) 1000 litros e) 6000 litros 3) [FUVEST] Uma piscina com 40m2 de área contém água com uma profundidade de 1,0m. Se a potência absorvida da radiação solar, por unidade de área, for igual a 836 W/m2, o tempo de exposição necessário para aumentar a temperatura da água de 17 oC a 19 oC será, aproximadamente de: a) 100 segundos. b) 10.000 segundos. c) 1.000.000 segundos. d) 2.500 segundos. e) 25000 segundos. 4) (PUCAMP) A temperatura de dois corpos M e N, de massas iguais a 100g cada, varia com o calor recebido como indica o gráfico a seguir. Colocando N a 10°C em contato com M a 80°C e admitindo que a troca de calor ocorra somente entre eles, a temperatura final de equilíbrio, em °C, será: a) 60 b) 50 c) 40 d) 30 e) 20 5) (Esan-SP) Uma bacia contém 18 litros de água à temperatura de 24 oC. Desprezando-se a capacidade térmica da bacia e as perdas para o ambiente, pode-se obter uma mistura á temperatura final de 36 oC. despejando-se na bacia certa quantidade de água a 72 oC. Essa quantidade de água deverá ser de: a) 7,5 litros b) 6,0 litros c) 4,5 litros d) 3,0 litros e) 1,5 litros Colégio Santa Cruz _______________________________________________ 2ª Série – Prova de Física – inverno/08 6) (FUVESP-SP) Um atleta envolve sua perna com uma bolsa de água quente, contendo 600g de água à temperatura inicial de 90°C. Após 4 horas ele observa que a temperatura da água é de 42°C. A perda média de energia da água por unidade de tempo é: a) 2,0 cal/s b) 18 cal/s c) 120 cal/s d) 8,4 cal/s e) 1,0 cal/s 7) (FATEC-SP) Um frasco contém 20g de água a 0°C. Em seu interior é colocado um objeto de 50g de alumínio a 80°C. Os calores específicos da água e do alumínio são respectivamente 1,0cal/g°C e 0,10cal/g°C. Supondo não haver trocas de calor com o frasco e com o meio ambiente, a temperatura de equilíbrio desta mistura será: a) 60°C b) 16°C c) 40°C d) 32°C e) 10°C 8) (FEI-SP) Um calorímetro contém 200ml de água, e o conjunto está à temperatura de 20°C. Ao ser juntado ao calorímetro 125g de uma liga a 130°C, verificamos que após o equilíbrio térmico a temperatura final é de 30°C. Qual é a capacidade térmica do calorímetro? Dados: calor específico da liga: 0,20cal/g°C calor específico da água: 1cal/g°C densidade da água: 1000kg/m3 a) 50 cal/°C b) 40 cal/°C c) 30 cal/°C d) 20 cal/°C e) 10 cal/°C 9) (Cesgranrio-RJ) Numa casa de praia, deseja-se aquecer 1,0 litro de água, num recipiente termicamente isolado, por meio de um aquecedor elétrico de 420 W. A água foi introduzida no recipiente a 10 °C. Sabendo-se que o calor específico da água é igual a 4,2 . 103 J/kg °C, o tempo necessário para a água começar a ferver será aproximadamente de: a) 5 min b) 10 min c) 15 min d) 42 min e) 1 h 10) (U. E. Londrina-PR) Num laboratório, para se obter água a 30 oC, mistura-se água de torneira a 15 o C com água quente a 60 °C. Para isso, coloca-se um recipiente de capacidade térmica 500 cal/°C com 5,0 litros de água quente sob uma torneira cuja vazão é 1,0 litro/min, durante certo intervalo de tempo. Esse intervalo de tempo, em minutos, é um valor próximo de: (Dado: densidade da água = 1,0 g/cm3, calor específico da água = 1,0 cal/g °C.) a) 5 b) 7 c) 9 d) 11 e) 13 11) Num experimento , aquece-se um corpo com o objetivo de determinar sua capacidade térmica. Para tanto, utiliza uma fonte térmica, de potência constante, que fornece 30 calorias por segundo e constrói o gráfico anterior. A capacidade térmica do corpo é: a) 15 cal/°C b) 20 cal/°C c) 30 cal/°C d) 40 cal/°C e) 50 cal/°C _____________________________________________________________________________________________ 2 Colégio Santa Cruz _______________________________________________ 2ª Série – Prova de Física – inverno/08 12) No diagrama Q×t, estão representadas as quantidades de calor absorvidas por duas substâncias, A e B, cujas massas são, respectivamente, iguais a 100g e 160g, em função da temperatura. Considere 0°C a temperatura inicial das substâncias. (indique as operações matemáticas utilizadas) a) Determine as capacidades térmicas e os calores específicos de A e B. b) Determine as quantidades de calor absorvidas por A e B, quando ambas estiverem à temperatura t, indicada no gráfico. 13) Considere a radiação solar como uma onda eletromagnética que chega à superfície da Terra com intensidade 1,0kW/m2 e que uma placa de um aquecedor solar consegue converter em energia térmica 50% da energia da radiação solar que alcança sua superfície. Calcule o tempo que uma placa de 1m2 deve ficar exposta ao sol para elevar a temperatura de 100kg de água de 25°C para 50°C. Despreze o efeito da inclinação do sol em relação à placa do aquecedor. 14) (PUCSP 2000) Observe as figuras a seguir sobre a formação das brisas marítima e terrestre. Durante o dia, o ar próximo à areia da praia se aquece mais rapidamente do que o ar próximo à superfície do mar. Desta forma o ar aquecido do continente sobe e o ar mais frio do mar desloca-se para o continente, formando a brisa marítima. À noite, o ar sobre o oceano permanece aquecido mais tempo do que o ar sobre o continente, e o processo se inverte. Ocorre então a brisa terrestre. Dentre as alternativas a seguir, indique a que explica, corretamente, o fenômeno apresentado. a) É um exemplo de convecção térmica e ocorre pelo fato de a água ter um calor específico maior do que a areia. Desta forma, a temperatura da areia se altera mais rapidamente. b) É um exemplo de condução térmica e ocorre pelo fato de a areia e a água serem bons condutores térmicos. Desta forma, o calor se dissipa rapidamente. c) É um exemplo de irradiação térmica e ocorre pelo fato de a areia e a água serem bons condutores térmicos. Desta forma, o calor se dissipa rapidamente. d) É um exemplo de convecção térmica e ocorre pelo fato de a água ter um calor específico menor do que a areia. Desta forma, a temperatura da areia se altera mais rapidamente. e) É um processo de estabelecimento do equilíbrio térmico e ocorre pelo fato de a água ter uma capacidade térmica desprezível. 15) (UFRN) A figura adiante, que representa, esquematicamente, um corte transversal de uma garrafa térmica, mostra as principais características do objeto: parede dupla de vidro (com vácuo entre as duas partes), superfícies interna e externa espelhadas, tampa de material isolante térmico e revestimento externo protetor. A garrafa térmica mantém a temperatura de seu conteúdo praticamente constante por algum tempo. Isso ocorre porque: a) as trocas de calor com o meio externo por radiação e condução são reduzidas devido ao vácuo entre as paredes e as trocas de calor por convecção são reduzidas devido às superfícies espelhadas. b) as trocas de calor com o meio externo por condução e convecção são reduzidas devido às superfícies espelhadas e as trocas de calor por radiação são reduzidas devido ao vácuo entre as paredes. c) as trocas de calor com o meio externo por radiação e condução são reduzidas pelas superfícies espelhadas e as trocas de calor por convecção são reduzidas devido ao vácuo entre as paredes. d) as trocas de calor com o meio externo por condução e convecção são reduzidas devido ao vácuo entre as paredes e as trocas de calor por radiação são reduzidas pelas superfícies espelhadas. e) As trocas de calor com o meio externo por irradiação não ocorrem devido às paredes adiabáticas da garrafa térmica e as perdas por condução e convecção são minimizadas pelas paredes espelhadas. _____________________________________________________________________________________________ 3 Colégio Santa Cruz _______________________________________________ 2ª Série – Prova de Física – inverno/08 16) Um ebulidor elétrico aquece 500g de água de 100C a 300C, em 1minuto e 40 segundos. A potência média do ebulidor é: a) 100 W; b) 250 cal/s; c) 0,4 KW; d) 400 KWH; e) 400 cal/s 17) Um coletor solar absorve 300 kcal/minuto e seu rendimento é de 20%. Em dez minutos de funcionamento o coletor solar pode elevar a temperatura de 50 litros de água em: a) 6 oC b) 15 oC c) 5 oC d) 20 oC e) 12 oC 18) [FUVEST 2010] 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 300 oC para 550 oC, fazendo-se assim uma reserva para períodos sem insolação. Essa energia armazenada poderá ser recuperada, com a temperatura do sal retornando a 300 oC. Determine a massa de NaNO3 necessária para armazenar a mesma quantidade de energia que seria obtida com a queima de 1 L de gasolina. Poder calorífico da gasolina = 3,6x107 J/L Calor específico do NaNO3 = 1,2 x103 J/kg oC (indique as operações matemáticas utilizadas!) 19) [UNICAMP 2000] Um escritório tem dimensões iguais a 5m 5m 3m e possui paredes bem isoladas. Inicialmente a temperatura no interior do escritório é de 25oC. Chegam então as 4 pessoas que nele trabalham, e cada uma liga seu microcomputador. Tanto uma pessoa como um microcomputador dissipam em média 100 W cada na forma de calor. O aparelho de ar condicionado instalado tem a capacidade de diminuir em 5oC a temperatura do escritório em meia hora, com as pessoas presentes e os micros ligados. A eficiência do aparelho é de 50%. Considere o calor específico do ar igual a 1000 J/kg oC e sua densidade igual a 1,2 kg/m3. a) Determine a potência elétrica consumida pelo aparelho de ar condicionado. b) O aparelho de ar condicionado é acionado automaticamente quando a temperatura do ambiente atinge 27oC, abaixando-a para 25oC. Quanto tempo depois da chegada das pessoas no escritório o aparelho é acionado? (Indique as operações matemáticas envolvidas) _____________________________________________________________________________________________ 4