θ θ θ θ θ θ θ - professor peixinho

Prova de MENSAL DE FÍSICA 2 – Primeiro Trimestre
Nome: _________________________________________________
3O ANO
Nº ____
E. MÉDIO
RS
E
Professor (a): Peixinho
Data: __/__/2012
NOTA:
Objetivos: Avaliar, de forma objetiva e de acordo com as exigências dos principais vestibulares do país, a
assimilação da matéria trabalhada em sala de aula durante o primeiro bimestre de aula.
1. (Unifor-1,00) Num recipiente de capacidade térmica desprezível, mistura-se 200g de água a 10º C com 500g de
ferro a 140º C. Admitindo que não ocorra troca de calor com o meio e que a temperatura de fusão do ferro é 1535º C,
determine a temperatura final de equilíbrio do sistema.
o
o
Dados: calor específico sensível da água: 1 cal/g. C e calor específico sensível do ferro: 0,12 cal/g. C
RESOLUÇÃO:
QAg  QF  0
mAg  c Ag   Ag  mF  cF   F  0
200 1 (  10)  500  0,12  (  140)  0
  40o C
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------2. (UFPR-1,00) Um corpo de massa igual a 100g é aquecido por uma fonte de calor de potência constante. O gráfico
representa a variação de temperatura do corpo, inicialmente no estado sólido, em função do tempo.
o
o
Calor específico sensível no estado sólido: 0,6 cal/g C; calor específico sensível no estado líquido: 1 cal/g C.
Determine o calor específico latente de fusão da substância.
RESOLUÇÃO:
Quantidade de calor fornecida pela fonte nos 3 primeiros minutos:
QF  m  c  
QF  100  0,6  (60  20)
Potência da fonte:
Pot 
Q
t
Pot 
QF  2400 cal
2400
cal
 800
3
min
Quantidade de calor durante a fusão (entre 3 minutos e 8 minutos):
Q fusão  Pot  t
Q fusão  800  (8  3)
Q fusão  4000 cal
Cálculo do calor específico sensível latente de fusão:
Q fusão  m  L fusão
4000  100  L fusão
L fusão  40
cal
g
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------3. [Fuvest (alterado)-1,00] Um atleta envolve sua perna com uma bolsa de água quente, contendo 600 g de água à
temperatura inicial de 194 °F. Após 4 horas ele observa que a temperatura da água é de 315 K. Determine a perda
média de energia da água por unidade de tempo. Dado: c = 1,0 cal/g. °C
RESOLUÇÃO:
C
i
5

194  32
9
 C  90 o C
i
Calor perdido pela água: Q  m  c  
 C f   K  273
Q  600  1  (42  90)
Perda média de energia por unidade de tempo: Pot 
Q  28800

t
4
 C f  42 o C
Q  28800 cal
Pot  7200
cal
h
4. (Puc-camp-1,00) Um calorímetro, cuja capacidade térmica é 20cal/°C, contém 80 g de água a 20°C. Um sólido de
100g e temperatura 85°C é colocado no interior do calorímetro. Sabendo-se que o equilíbrio térmico se estabeleceu
em 25°C, determine o calor específico médio do sólido, em cal/g°C.
RESOLUÇÃO:
QCAL  QAG  QS  0
CCAL  (25  20)  80.1.(25  20)  100.c.(25  85)  0
20  (25  20)  80.1.(25  20)  100.c.(25  85)  0
c  0,083
cal
g o C
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -----------------------------5. (Enem 2010 - 1,00) Questão 50, prova azul: Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de
forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo
quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem
explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática. Do ponto de vista científico, que situação prática
mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?
a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo;
b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água;
c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela;
d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura;
e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor temperatura do que a
dele.
RESOLUÇÃO: Enquanto a água estiver fervendo sua temperatura não se altera, mesmo estando recebendo calor.
Logo, se temperatura mede a quantidade de calor da substância, ela não poderia ficar constante.
Alternativa A
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------6. (Enem 2010 - 2,00) Questão 58, prova azul: Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à
temperatura de 100º C. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a
seguinte experiência:
* colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa.
* Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de
injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de
água para seu interior, tapando-a em seguida.
* Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa,
constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo.
Considerando o procedimento anterior, por que a água volta a ferver com o deslocamento do êmbolo?
Resposta: A temperatura de ebulição de uma substância depende da pressão a que está submetida, logo, ao
deslocar o êmbolo ocorreu uma diminuição da pressão e isso fez com que a água entrasse em ebulição a uma
temperatura mais baixa.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7. (UFJJ- 2,00) Considere uma pessoa que consuma 1200 kcal de energia diariamente e que 80% dessa energia seja
transformada em calor. Se esse calor for totalmente transferido para 100 kg de água, qual variação de temperatura
ocorreria na água? (1 cal = 4,18 J, calor específico da água = 4,18 kJ/kg.K). Dê a resposta em graus fahrenheit.
RESOLUÇÃO:
Q  0,8  1200  960 kcal
Cálculo da variação de temperatura:
Q  m  c   960  4,18  100  4,18     9,6 K
 F  K
 F 9,6


 F  17,28 o F
Transformando para fahrenheit:
9
5
9
5
Cálculo de 80% de 1200 kcal:
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------8. (1,00) Qual a diferença entre Capacidade térmica e calor específico sensível?
Resposta: Capacidade térmica: Quantidade de calor necessário para variar a temperatura de um corpo em 1
unidade.
Calor específico sensível: Quantidade de calor necessário para varia a temperatura de 1 unidade de
massa da substância em uma unidade.
9. (Optativa) Esta questão não é obrigatória, porém, poderá substituir qualquer uma das questões acima, passando a
ter a pontuação da mesma. Indique, no espaço em branco, a questão que gostaria de substituir por esta: ...................
Caso não haja qualquer indicação, a questão não será considerada, mesmo que tenha sido resolvida.
(FEI-SP) Cem gramas de água encontram-se no estado de sobrefusão à temperatura de - 4º C e pressão absoluta de
1 atm. Caso o equilíbrio instável seja perturbado, com uma pequena agitação, por exemplo, qual a massa de água
que irá se solidificar subitamente?
o
Dados: calor específico da água = 1 cal/g. C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g
RESOLUÇÃO: A quantidade de calor perdida pela massa que se solidifica é usada para aumentar a temperatura da
água em sobrefusão; assim:
Q
Q
0
m  c  [0  (4)]  m  L  0
ÁGUA
SOLIDIFICAÇÃO
100 1 4  m  (80)  0
AG
m  5g
AG
S