prova de física - Sistema de Ensino Energia

PROVA DE FÍSICA
2º ANO - 3ª MENSAL - 1º TRIMESTRE
TIPO A
01) Colocando-se água gelada no interior de um copo seco de vidro, observa-se, com o passar do tempo, a formação de
gotículas de água na parede externa do copo. Isso se deve ao fato de que:
a) a água gelada atravessa a parede do copo.
b) as gotas d’água sobem pela parede interna do copo, alcançando a parede externa, onde se depositam.
c) a água fria cria microfissuras na parede do copo de vidro, pelas quais a água passa para fora.
d) o vapor d’água presente na atmosfera se condensa.
e) o copo é de vidro.
02) A respeito dos tipos de mudança de fase, analise as afirmações abaixo.
I. Calefação é o nome dado à mudança de estado em que a substância passa do estado líquido para o sólido.
II. Fusão é a mudança do estado sólido para o líquido, portanto, trata-se de uma reação que absorve calor.
III. Solidificação é a mudança do estado líquido para o sólido, portanto, trata-se de uma reação que libera calor.
IV. Vaporização, calefação e ebulição são tipos de evaporação que um líquido pode sofrer quando passa para o estado
gasoso.
V. Sublimação é o nome dado à mudança de estado em que a substância passa do estado líquido para o gasoso.
Estão corretas:
a) I e IV.
b) III e V.
c) I e III.
d) I e V.
e) II e III.
03) Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) para as afirmativas a seguir.
(V) Calor sensível é o calor cedido ou absorvido, provocando variação de temperatura.
(V) Calor latente é o calor cedido ou absorvido, provocando mudança de fase.
(F) Capacidade térmica é o quociente entre a massa do corpo e o calor específico.
(F) Em um deserto a temperatura é muito elevada durante o dia e sofre grande redução durante a noite, porque a areia tem
um calor específico bastante elevado.
(F) Capacidade térmica é a quantidade de energia na forma de calor que um corpo pode armazenar.
04) Três líquidos, A, B e C, são misturados no interior de um calorímetro ideal. A massa do líquido B é o dobro da de A e
um quarto da de C. O calor específico de A é o triplo do de B e metade do de C. Sabendo que as temperaturas iniciais são
TiA = 10 °C, TiB = 90 °C e TiC = 50 °C, determine a temperatura de equilíbrio térmico.
mB mC
=
2
8
m
mB = 2mA = C
4
mC = 8mA = 4mB
mA =
cC
2
c
c
cB = A = C
3
6
cC = 2c A = 6cB
c A = 3cB =
QA + QB + QC = 0
mA .c A .∆TA + mB .cB .∆TB + mC .cC .∆TC = 0
mA .3cB .∆TA + 2mA .cB .∆TB + 8mA .6cB .∆TC = 0
3∆TA + 2∆TB + 48∆TC = 0
3(T − 10) + 2(T − 90) + 48(T − 50) = 0
3T − 30 + 2T − 180 + 48T − 2400 = 0
53T = 2610
T = 49, 24º C
05) Um reservatório de água quente tem paredes de 10 cm de espessura feitas com tijolos isolantes. A área total da parede
em contato com a água é de 4.104 cm2. Num dia de inverno, a temperatura da água é de 40 °C e a temperatura ambiente, de
10 °C. Sabendo que o fluxo de calor através da parede é de 36 cal/s, determine o coeficiente de condutibilidade térmica do
tijolo isolante.
K .S .∆T
L
φ .L
K=
S .∆T
36.10
K=
4.104.30
360
K=
120.104
φ=
S = 4.104 cm 2
∆T = 30º C
φ = 36cal / s
L = 10cm
K =?
K = 3.10−4 cal / s.cm.º C
06) O gráfico abaixo apresenta a variação da temperatura (eixo y) em função da quantidade de calor recebida (eixo x) de
dois corpos, F e G, de mesma massa (100 g).
CG =
QG
∆TG
cF =
3000 − 500
50 − 25
2500
CG =
25
QF
mF .∆TF
3000 − 500
100.(70 − 20)
2500
cF =
500
cF = 0,5cal / g.º C
CG =
cF =
CG = 100cal /º C
Determine a capacidade térmica do corpo G e o calor específico da substância F.
07) Uma jovem mamãe necessita dar um banho em seu filhinho de poucos meses de vida. Para isso, ela conta com 1500 g
de água a 0 °C e 1000 g de água em ebulição sob pressão normal. O calor específico da água é de 1 cal/g °C. Admita que o
calor específico não varie com a temperatura. Misturando-se a água fria com a quente, ao ser atingido o equilíbrio térmico,
qual será a temperatura da água?
corpo1
m1 = 1500 g
Ti1 = 0º C
c1 = 1cal / g º C
− − − − −− → T = ?
corpo 2
m2 = 1000 g
Ti 2 = 100º C
c2 = 1cal / g º C
Q1 + Q2 = 0
m1 .c1 .∆T1 + m2 .c2 .∆T2 = 0
1500.1.(T − 0) + 1000.1.(T − 100) = 0
1500T + 1000T − 100000 = 0
2500T = 100000
T=
1000 00
25 00
T = 40º C
PROVA DE FÍSICA
2º ANO - 3ª MENSAL - 1º TRIMESTRE
TIPO B
01) Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) para as afirmativas abaixo.
(F) Calor sensível é o calor cedido ou absorvido, provocando mudança de estado físico.
(F) Em um deserto a temperatura é muito elevada durante o dia e sofre grande redução durante a noite, porque a areia tem
um calor específico bastante elevado.
(F) Capacidade térmica é o quociente entre a massa do corpo e o calor específico.
(F) Capacidade térmica é a quantidade de energia na forma de calor que um corpo pode armazenar.
(F) Calor latente é o calor cedido ou absorvido, provocando mudança de temperatura.
02) A respeito dos tipos de mudança de fase, analise as afirmações a seguir.
I. Calefação é o nome dado à mudança de estado em que a substância passa do estado líquido para o sólido.
II. Fusão é a mudança do estado sólido para o líquido, portanto, trata-se de uma reação que absorve calor.
III. Solidificação é a mudança do estado líquido para o sólido, portanto, trata-se de uma reação que absorve calor.
IV. Uma lata de refrigerante que acaba de sair da geladeira fica com as paredes externas molhadas depois de um certo
tempo devido à condensação do vapor d' água presente na atmosfera quando este entra em contato com a parede fria da lata
de refrigerante.
V. Sublimação é o nome dado à mudança de estado em que a substância passa do estado líquido para o gasoso.
Estão corretas:
a) II e IV.
b) III e V.
c) I e III.
d) II e V.
e) I e IV.
03) Um sistema isolado termicamente do meio possui três corpos: um de ferro, um de alumínio e outro de cobre. Após um
certo tempo, verifica-se que as temperaturas do ferro e do alumínio aumentaram. Pode-se concluir que o corpo de cobre:
a) também aumentou a sua temperatura.
b) ganhou calor do corpo de alumínio e cedeu calor para o de ferro.
c) cedeu calor para o corpo de alumínio e recebeu calor do de ferro.
d) permaneceu com a mesma temperatura.
e) diminuiu a sua temperatura.
04) O gráfico abaixo apresenta a variação da temperatura (eixo y) em função da quantidade de calor recebida (eixo x) de
dois corpos, F e G, de mesma massa (200 g).
CF =
QF
∆TF
3000 − 500
70 − 20
2500
CF =
50
CF =
CF = 50cal /º C
Determine a capacidade térmica do corpo F e o calor específico da substância G.
cG =
QG
mG .∆TG
3000 − 500
200.(50 − 25)
2500
cG =
5000
cG = 0,5cal / g.º C
cG =
05) Um cozinheiro coloca um litro (1 kg) de água gelada (à temperatura de 0 °C) em uma panela que contém água à
temperatura de 80 °C. A temperatura final da mistura é 60 °C. Determine a quantidade de água quente que havia na panela
não levando em conta a troca de calor da panela com a água, em litros.
corpo1
m1 = 1000 g
Q1 + Q2 = 0
Ti1 = 0º C
m1 .c1 .∆T1 + m2 .c2 .∆T2 = 0
c1 = 1cal / g º C
1000.1.(60 − 0) + m.1.(60 − 80) = 0
60000 − 20m = 0
60000
m=
20
m = 3000 g ⇒ equivale a 3L
− − − − −− → T = 60º C
corpo 2
m2 = ?
Ti 2 = 80º C
c2 = 1cal / g º C
06) Uma caixa d’água tem paredes de 10 cm de espessura feitas com tijolos isolantes. Num dia de inverno, a temperatura da
água é de 40 °C e a temperatura ambiente, de 10 °C. Sabendo que o fluxo de calor através da parede é de 36 cal/s e que o
coeficiente de condutibilidade térmica do tijolo isolante é 3.10-4 cal/s.cm.°C, determine a área total das paredes feitas com
tijolo isolante.
K .S .∆T
L
φ .L
S=
K .∆T
36.10
S=
3.10−4.30
360
K=
90.10−4
φ=
S =?
∆T = 30º C
φ = 36cal / s
L = 10cm
K = 3.10−4 cal / s.cm.º C
K = 4.104 cm 2
07) Três líquidos, A, B e C, são misturados no interior de um calorímetro ideal. A massa do líquido B é o dobro da de A e
um quarto da de C. O calor específico de A é o triplo do de B e metade do de C. Sabendo que as temperaturas iniciais desses
líquidos são TiA = 30 °C, TiB = 100 °C e TiC = 50 °C, determine a temperatura de equilíbrio térmico.
mB mC
=
2
8
m
mB = 2mA = C
4
mC = 8mA = 4mB
mA =
cC
2
c
c
cB = A = C
3
6
cC = 2c A = 6cB
c A = 3cB =
QA + QB + QC = 0
mA .c A .∆TA + mB .cB .∆TB + mC .cC .∆TC = 0
mA .3cB .∆TA + 2mA .cB .∆TB + 8mA .6cB .∆TC = 0
3∆TA + 2∆TB + 48∆TC = 0
3(T − 30) + 2(T − 100) + 48(T − 50) = 0
3T − 90 + 2T − 200 + 48T − 2400 = 0
53T = 2690
T = 50, 75º C
PROVA DE FÍSICA
2º ANO - 3ª MENSAL - 1º TRIMESTRE
TIPO C
01) Um pedaço de chumbo de massa 2000 g é aquecido a 90 °C e lançado em 500 g de água, inicialmente a 20 °C.
Desprezando as perdas de calor para o calorímetro e o meio externo, determine a temperatura final de equilíbrio térmico.
(Dado: cchumbo = 0,030 cal/g °C)
Q1 + Q2 = 0
m1 .c1 .∆T1 + m2 .c2 .∆T2 = 0
2000.0, 003.(T − 90) + 500.1.(T − 20) = 0
60(T − 90) + 500(T − 20) = 0
60T + 5400 + 500T − 10000 = 0
560T = 15400
15400
T=
560
T = 27,5º C
02) Em um calorímetro de cerâmica, são misturados 400 g de água à temperatura de 80 °C, com 100 g de ferro à 120 °C e
200 g de alumínio à 5 °C. Considerando desprezível o calor absorvido pelo recipiente, calcule a temperatura final de
equilíbrio térmico.
(Dados: cferro = 0,12 cal/g °C, calumínio= 0,22 cal/g °C)
Q fe + Qal + Qag = 0
m fe .c fe .∆T fe + mal .cal .∆Tal + mag .cag .∆Tag = 0
100.0,12.(T − 120) + 200.0, 22.(T − 5) + 400.1.(T − 80) = 0
12T − 1440 + 44T − 220 + 400T − 32000 = 0
456T − 33660 = 0
33660
T=
456
T = 73,82º C
03) O gráfico abaixo mostra a relação entre a temperatura de um corpo e a quantidade de calor que ele recebe.
Q
∆T
480 − 0
C=
60 − (−20)
480
C=
80
C=
C
m
6
c=
300
c = 0, 02cal / g.º C
c=
C = 6cal /º C
Sabendo que esse corpo possui uma massa de 300 g, determine sua capacidade térmica e o calor específico da substância
que o compõe.
04) Uma colher de aço inoxidável está imersa em água fervente sob pressão normal. Estando a extremidade oposta da colher
em um ambiente em que a temperatura é de 10 °C, sendo o comprimento da colher igual a 30 cm e sua sessão circular com
área igual a 0,5 cm2, determine o fluxo de calor através da colher.
(Dado: Kaço = 0,75 cal/s.cm.°C)
S = 0,5cm
∆T = 90º C
φ =?
L = 30cm
K = 0, 75cal / s.cm.º C
2
C.S .∆T
L
0, 75.0,5.90
φ=
30
33, 75
φ=
30
φ = 1,125cal / s
φ=
05) Analise as alternativas abaixo e assinale aquela que for correta.
a) A calefação é a passagem da água do estado líquido para o gasoso de forma lenta e gradual.
b) O processo de sublimação não ocorre espontaneamente.
c) No estado gasoso a energia de ligação entre os átomos ou as moléculas é de longo alcance e de força considerável.
d) À medida que retiramos energia de uma substância, diminuímos o grau de desordem do movimento de suas partículas.
e) Quando fornecemos energia para um sólido, sua estrutura cristalina se mantém constante no momento em que ele passa
para o estado líquido.
06) Analise as afirmativas seguintes.
I. Ao fornecermos calor para um corpo, pode-se aumentar a temperatura deste.
II. Durante a liquefação de um corpo, ocorre a passagem do estado sólido para o líquido.
III. A estrutura cristalina de uma substância no estado líquido é bem organizada.
IV. Ao condensarmos um gás, diminuímos o grau de liberdade de movimento das moléculas e/ou átomos que o compõem.
V. A vaporização promove a passagem de uma substância do estado líquido para o gasoso de maneira brusca.
Estão corretas:
a) I e III.
b) I e IV.
c) III e V.
d) I e V.
e) II e IV.
07) Assinale V nas afirmações verdadeiras e F nas falsas.
(V) Ao misturarmos duas ou mais substâncias de temperaturas diferentes em um mesmo recipiente, essas substâncias
entrarão em equilíbrio térmico entre si e com o recipiente.
(V) Calorímetro ideal é aquele que não participa das trocas de calor com as substâncias contidas no seu interior.
(V) A quantidade de calor fornecido por um corpo é exatamente igual àquela recebida por outro desde que desconsideremos
as perdas de calor para o ambiente e para o calorímetro.
(V) Se um corpo A recebe uma certa quantidade de calor de um corpo B, este cederá essa mesma quantidade de calor para o
corpo A se não considerarmos as perdas de calor para o meio externo.
(V) Durante o balanço energético e uma vez atingido o equilíbrio térmico, a energia interna permanece constante se
considerarmos o sistema termicamente isolado.
PROVA DE FÍSICA
2º ANO - 3ª MENSAL - 1º TRIMESTRE
TIPO D
01) Um bloco de prata de massa 2000 g é aquecido a 100 °C e lançado em 500 g de água, inicialmente a 10 °C.
Desprezando as perdas de calor para o calorímetro e o meio externo, determine a temperatura final de equilíbrio térmico.
(Dado: cprata = 0,060 cal/g°C)
Q1 + Q2 = 0
m1 .c1 .∆T1 + m2 .c2 .∆T2 = 0
2000.0, 006.(T − 100) + 500.1.(T − 10) = 0
120(T − 100) + 500(T − 10) = 0
120T + 12000 + 500T − 5000 = 0
620T = 17000
17000
T=
620
T = 27, 42º C
02) Em um calorímetro são misturados 600 g de água à temperatura de 70 °C, com 200 g de mercúrio à de 90 °C e 200 g de
chumbo à 5 °C. Considerando desprezível o calor absorvido pelo recipiente, calcule a temperatura final de equilíbrio
térmico.
(Dados: cmercúrio = 0,035 cal/g °C, cchumbo= 0,030 cal/g °C)
Qag + QHg + QPb = 0
mag .cag .∆Tag + mHg .cHg .∆THg + mPb .cPb .∆TPb = 0
600.1.(T − 70) + 200.0, 035.(T − 90) + 200.0, 03.(T − 5) = 0
600.(T − 70) + 7.(T − 90) + 6.(T − 5) = 0
600T − 42000 + 7T − 630 + 6T − 30 = 0
613T − 42660 = 0
42660
T=
613
T = 69,59º C
03) O gráfico abaixo mostra a relação entre a temperatura de um corpo e a quantidade de calor que ele recebe.
Q
∆T
280 − 0
C=
60 − (−40)
280
C=
100
C = 2,8cal /º C
C=
C
m
2,8
c=
500
c = 0, 0056cal / g.º C
c=
Sabendo que esse corpo possui uma massa de 500 g, determine sua capacidade térmica e o calor específico da substância
que o compõe.
04) A extremidade de uma colher de alumínio está imersa em água fervente sob pressão normal. Estando a extremidade
oposta da colher em um ambiente em que a temperatura é de 20 °C, sendo o comprimento da colher igual a 20 cm e sua
sessão circular com área igual a 0,5 cm2, determine o fluxo de calor através da colher.
(Dado: Kalumínio = 0,25 cal/s.cm.°C)
S = 0,5cm
∆T = 80º C
φ =?
L = 20cm
K = 0, 25cal / s.cm.º C
2
C.S .∆T
L
0, 25.0,5.80
φ=
20
10
φ=
20
φ = 0,5cal / s
φ=
05) Analise as alternativas abaixo e assinale aquela que for correta.
a) A calefação é a passagem da água do estado líquido para o gasoso de forma lenta e gradual.
b) O processo de sublimação não pode ocorrer espontaneamente.
c) No estado gasoso a energia de ligação entre os átomos ou as moléculas é de longo alcance e de força considerável.
d) À medida que retiramos energia de uma substância, diminuímos o grau de ordem do movimento de suas partículas.
e) Quando fornecemos energia para um sólido, sua estrutura cristalina não se mantém constante no momento em que ele
passa para o estado líquido.
06) Observe as afirmativas seguintes e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
(F) Ao fornecermos calor para um corpo, obrigatoriamente aumentaremos a temperatura deste.
(F) Durante a liquefação de um corpo ocorre a passagem do estado sólido para o líquido.
(F) A estrutura cristalina de uma substância no estado líquido é bem organizada.
(V) Ao condensarmos um gás, diminuímos o grau de liberdade de movimento das moléculas e/ou átomos que o compõem.
(F) A vaporização promove a passagem de uma substância do estado líquido para o gasoso de maneira brusca.
07) Analise as afirmações abaixo.
I. Ao misturarmos duas ou mais substâncias de temperaturas diferentes em um mesmo recipiente, essas substâncias entrarão
em equilíbrio térmico entre si e com o recipiente.
II. Calorímetro ideal é aquele que participa das trocas de calor com as substâncias contidas no seu interior.
III. A quantidade de calor fornecido por um corpo é exatamente igual àquela recebida por outro desde que consideremos as
perdas de calor para o ambiente e para o calorímetro.
IV. Se um corpo A fornece uma certa quantidade de calor para um corpo B, certamente este receberá essa mesma
quantidade de calor se considerarmos as perdas para o meio externo.
V. Durante o balanço energético e uma vez atingido o equilíbrio térmico, a energia interna permanece constante se
considerarmos o sistema termicamente isolado.
Estão corretas:
a) I e III.
b) II e IV.
c) III e V.
d) I e V.
e) II e IV.