2º ANO - 3º e 4º BIMESTRES PROFESSOR HUGO CALOR

COLÉGIO ESTADUAL PREFEITO MENDES DE MORAES
APOSTILA DE FÍSICA – 2º ANO - 3º e 4º BIMESTRES
PROFESSOR HUGO
CALOR
O QUE É CALOR?
CALOR SENSÍVEL
Calor é a energia térmica que se transfere de um corpo
para outro devido a uma diferença de temperatura
entre eles.

O calor sensível produz variações de temperatura.

Fórmula:
Q m c  T
O calor sempre passa do corpo de maior
temperatura para o corpo de menor temperatura,
até suas temperaturas se igualarem (equilíbrio
térmico).
Onde:
Q  calor transferido.
m  massa do corpo.
ΔT = TFINAL - TINICIAL variação de temperatura.
c  calor específico da substância.
Exemplos:
1) Colher quente em água:

A unidade mais comum de calor específico é a
cal/g oC. Nesse caso, o calor deve ser usado em
calorias (cal), a massa deve ser usada em
gramas (g) e a temperatura deve ser usada em
graus Celsius (oC).

Calor específico de algumas substâncias:
Substância
Água
Alumínio
Vidro
ferro
2) Água e gelo:
Calor específico
1,00 cal g /oC
0,22 cal g/oC
0,20 cal g/oC
0,11 cal g/oC
- A água possui um dos maiores calores
específicos da natureza, por isso ela serve como
um reservatório térmico.
EXERCÍCIOS
1. Qual é a quantidade de calor necessária para
passar 2 litros de água de 30 oC para 100 oC.
Dado: calor específico da água = 1 cal/goC.
2. Sabendo que o calor específico do alumínio é
aproximadamente igual a 0,2 cal/goC, calcule a
quantidade de calor perdida por uma latinha de
alumínio de 50 g ao ser resfriada de 40 oC para 10
oC.
3) O corpo humano e o ambiente:
3. (UFRRJ) Uma pessoa bebe 200 gramas de água,
calor específico igual a 1 cal/(g.OC), a 20 oC.
Sabendo-se que a temperatura de seu corpo é
praticamente constante e vale 36,5 oC, a
quantidade de calor absorvida pela água é igual a:
a)
b)
c)
d)
e)
1
730 cal
15600 cal
3300 cal
1750 cal
0,01750 cal
4. Um objeto de ferro, com calor específico de
aproximadamente 0,1 cal/goC é colocado em água
quente, sofrendo um aumento de temperatura de
50 oC. Sabendo que o objeto recebeu 1000 cal da
água, determine a massa do objeto.
8. 3 litros de água são aquecidos em uma chaleira, a
100 oC, recebendo 64800 cal. Dado: Lvaporização =
540 cal/g; densidade da água = 1 kg/L.
a) Qual é a quantidade de água que se vaporiza?
b) Qual é a massa de água que sobra na panela?
c) Para fazer um chá, é útil continuar com a
panela no fogo após a água atingir 100 oC?
Justifique sua resposta.
5. Um corpo de 100 g, ao receber uma quantidade de
calor 800 cal, tem sua temperatura elevada em 20
oC. Determine o calor específico da substância da
qual o corpo é formado, em cal/goC.
9. 100 ml de água a 20 oC são colocados em um
congelador até se transformar totalmente em gelo a
0 oC. (Dados: cágua 1 cal/goC = Lsolidificação do gelo = - 80
cal/oC; 1 ml = 1 g.)
6. A água é uma das substâncias com maior calor
específico encontrada na natureza. Devido a essa
característica, em regiões litorâneas, a água do
mar funciona como um reservatório térmico,
guardando energia térmica fornecida pelo Sol
durante o dia e liberando-a a noite para o
ambiente. Dessa forma, podemos concluir que, no
Estado do Ceará:
a) Determine a quantidade de calor trocada entre
a água e o congelador.
b) Nesse processo, a água ganha ou perde calor?
10. Determine a quantidade de calor necessária para
transformar 200 g de gelo a -5 oC em vapor d’água
a 100 oC.
a) as noites costumam ser mais frias no litoral do
que no Sertão;
b) as noites costumam ser mais quentes no litoral
do que no Sertão;
c) as noites no litoral e no Sertão possuem mais
ou menos a mesma temperatura.
d) em parte do ano, as noites no litoral são mais
frias que no Sertão, e em parte do ano as
noites no litoral são mais quentes.
Dados: Lfusão do gelo = 80 cal/g; Lvaporização da água = 540
cal/g; cgelo = 0,5 cal/goC; cágua = 1 cal/goC.
11. Quando colocamos uma pedra de gelo em um
copo de água, temos transferência de calor:
a) da água para o gelo, por que o calor se
transfere espontaneamente da substância de
menor calor específico para a de maior calor
específico;
b) da água para o gelo, por que o calor se
transfere espontaneamente do corpo menos
condutor de calor para o mais condutor;
c) da água para o gelo, por que o calor se
transfere espontaneamente do corpo de maior
temperatura para o de menor temperatura;
d) do gelo para a água, por que o calor se
transfere espontaneamente do corpo menos
condutor de calor para o mais condutor;
e) do gelo para a água, por que o calor se
transfere espontaneamente do corpo de menor
temperatura para o de maior temperatura.
CALOR LATENTE
O calor latente produz mudanças de fase em
substâncias.

Fórmula:
Q=m.L
Onde
Q  calor transferido durante a mudança de fase.
m  massa do corpo ou substância.
L  calor latente de mudança de fase da
substância.

Usando o calor em calorias (cal) e a massa em
gramas (g), obtemos em calor latente em cal/g.

Calor latente de algumas substâncias (a pressão
de 1 atm):
mudança de fase
temperatura
fusão da água
vaporização da água
fusão do chumbo
vaporização do chumbo
0 oC
100 oC
327 oC
1750 oC
12. (SAERJ 2012) O diagrama abaixo representa a
temperatura em função da quantidade de calor
absorvida por uma substância. Em T1, essa
substância está no estado sólido.
calor latente
(cal/g)
80
540
5,5
208
EXERCÍCIOS
Na etapa DE da curva de aquecimento dessa
substância, qual é a mudança de estado
verificada?
7. Em um processo industrial, uma barra de chumbo
de 50 kg é totalmente fundida, à temperatura de
327 oC. Determine a quantidade de calor
transferida para o chumbo durante sua fusão.
Dado: calor latente do chumbo = 5,5 cal/g.
a) Sublimação.
b) Vaporização.
c) Fusão.
2
d) Liquefação.
e) Solidificação.
3) Ar condicionado:
CONDUÇÃO DO CALOR
 Condução térmica é a transmissão de calor
através das moléculas das substâncias.
Exemplos:
1) Aquecimento de barra de ferro.
4) Brisas marítimas:
2) Condutores térmicos: uma colher de ferro
esquenta mais rápido que uma de pau porque
o ferro é mais condutor que a madeira.
3) Isolantes térmicos: recipientes de isopor,
casacos e cobertores são isolantes térmicos,
pois impedem a condução do calor.



Os casacos impedem que o calor SAIA do
corpo
As caixas de isopor impedem que o calor
ENTRE na caixa.
5) Magma da Terra:
Convecção térmica é a transmissão de calor
através da movimentação de matéria líquida ou
gasosa (correntes de convecção).

Exemplos:
1) Água na panela:
Irradiação térmica é a transmissão de calor
através de ondas eletromagnéticas (a luz é um
exemplo de onda eletromagnética), sem a
necessidade de matéria.
Exemplos:
1) Calor do Sol:
2) Congelador e geladeira:
2) Efeito estufa da Terra:
3
17. Fisicamente, a função de um casaco é de:
EXERCÍCIOS
a) impedir que o frio passe do ambiente para o
corpo da pessoa;
b) impedir que o calor passe do corpo da pessoa
para o ambiente;
c) produzir calor para o corpo da pessoa;
d) transferir calor do ambiente para o corpo da
pessoa;
e) transferir frio do corpo da pessoa para o
ambiente.
13. (SAERJ 2012) A geladeira de uso doméstico é um
exemplo de máquina térmica muito utilizada no dia
a dia. Seu princípio de funcionamento é
basicamente retirar o calor do seu interior e liberálo para o meio externo. Internamente, os alimentos
perdem calor para o ar frio vindo do refrigerador.
O processo de resfriamento do interior da geladeira
acontece, principalmente, por:
a) radiação;
b) evaporação;
c) condensação;
18. (ENEM) Numa área de praia, a brisa marítima é
uma conseqüência da diferença no tempo de
aquecimento do solo e da água, apesar de ambos
estarem submetidos às mesmas condições de
irradiação solar. No local (solo) que se aquece
mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe,
deixando uma área de baixa pressão, provocando
o deslocamento do ar da superfície que está mais
fria (mar).
d) condução;
e) convecção.
14. (SAERJ 2012) O termo “Efeito Estufa” é
empregado, normalmente, com uma conotação
negativa, indicando que algo de errado está
acontecendo com a atmosfera terrestre.
No entanto,
provocaria:
a
ausência
desse
fenômeno
a) o aumento de fenômenos meteorológicos no
planeta;
b) a perda de calor do planeta Terra para o
espaço sideral;
c) a perda de gases que protegem a Terra contra
raios UV;
d) o aumento da temperatura interna do planeta
Terra;
e) o aumento das substâncias poluentes na
atmosfera terrestre.
À noite, ocorre um processo inverso ao que se
verifica durante o dia.
15. (SAERJ 2012) Uma pessoa aquece uma barra
metálica segurando-a com a mão como mostra a
imagem abaixo.
Com o passar do tempo, observa-se que toda a
barra fica aquecida e a pessoa não consegue
segurá-la mais. Isso ocorre devido ao fenômeno
da:
a) condução do calor;
b) compressão térmica;
c) convecção térmica;
Como a água leva mais tempo para esquentar (de
dia), mas também mais tempo para esfriar (à noite),
o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser
explicado da seguinte maneira
d) vaporização térmica;
e) irradiação do calor.
a) O ar mais quente desce e se desloca do
continente para a água, a qual não conseguiu
reter calor durante o dia.
b) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao
subir, deixa uma área de baixa pressão,
causando um deslocamento de ar do continente
para o mar.
c) O ar que está sobre o mar se esfria e dissolvese na água; forma-se, assim, um centro de baixa
pressão, que atrai o ar quente do continente.
d) O ar que está sobre a água se esfria, criando um
centro de alta pressão que atrai massas de ar
continental.
e) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado
para o mar, equilibrando a baixa temperatura do
ar que está sobre o mar.
16. A melhor forma de se instalar um aparelho de ar
condicionado para manter toda uma sala com a
mesma temperatura é:
a) na parte de baixo da parede, para que o ar frio
suba e o ar quente desça, facilitando a
circulação de ar;
b) na parte de baixo da parede, para que o ar frio
desça e o ar quente suba, facilitando a
circulação de ar;
c) no alto da parede, para que o ar frio desça e o
ar quente suba, facilitando a circulação de ar;
d) no alto da parede, para que o ar frio suba e o
ar quente desça, facilitando a circulação de ar.
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