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Resolução do Simulado

Questões de 11 a 20

Borges e Nicolau

11. (UFPA)
Um fabricante de queijo do Marajó, objetivando entrar no ramo de exportação, teve que fornecer algumas características do leite de búfala que usava. Para calcular o calor específico, c, do leite, usou um fogão a gás, cujo queimador tinha uma potência de 2 kW. Ao aquecer 500 g de leite, observou, após 20 s, uma variação de 20 ºC na temperatura do leite. O valor encontrado para c, em kJ/kg.ºC, foi
A) 2,0
B) 2,8
C) 3,2
D) 4,0
E) 4,2

Resolução:

Massa = 500 g => 0,5 kg
Δθ = 20 ºC
Pot = Q/Δt  => Q = Pot.Δt => Q = 2000(W).20(s) => Q = 40000 J
Q = m.c.Δθ => 40000 = 0,5.c.20 => c = 4000 J/kg.ºC =>
c = 4,0 kJ/kg.ºC

Alternativa: D

12. (CEFET-AL)
A tabela abaixo mostra informações das amostras de três substâncias, onde: m é a massa (em g), c é o calor específico (em cal/g.ºC) e θ₀ é a temperatura inicial (em ºC).

Afirma-se que:
I) Fazendo-se a mistura das três substâncias em um calorímetro ideal, o equilíbrio térmico ocorre a 23,7 ºC.
II) Do início da mistura até o equilíbrio térmico,apenas o chumbo perde calor.
III) A amostra de chumbo é a mais sensível ao calor.

A) I e III estão corretas
B) II e III estão corretas
C) I e II estão corretas
D) todas estão corretas
E) todas estão falsas

Resolução:

Afirmativa I
Na troca de calor entre as substâncias, podemos escrever:
Q_Al + Q_Fe + Q_Pb = 0
[200.0,22.(θ-20)] + [150.0,12.(θ-30)] +[100.0,03.(θ-40)] = 0
44.(θ-20) + 18.(θ-30) + 3.(θ-40) = 0
44.θ - 880 + 18.θ - 540 + 3θ -120 = 0
65.θ = 1540 => θ = 23, 7 ºC (verdadeira)
Afirmativa II
Na troca energética o ferro e o chumbo cedem calor. (falsa)
Afirmativa III
Ao fornecermos quantidades de calor iguais para massas iguais das três substâncias, o chumbo, de menor calor específico, apresentará a maior variação de temperatura. (verdadeira)

Alternativa: A

13. (UERJ)
A tabela abaixo mostra apenas alguns valores, omitindo outros, para três grandezas associadas a cinco diferentes objetos sólidos:
– massa;
– calor específico;
– energia recebida ao sofrer um aumento de temperatura de 10 ºC.

A alternativa que indica, respectivamente, o objeto de maior massa, o de maior calor específico e o que recebeu maior quantidade de calor é:
A) I, III e IV
B) I, II e IV
C) II, IV e V
D) II, V e IV

Resolução:

Objeto I
300 = m₁.0,3.10 => 300 = m₁.3 => m₁ = 100 g
Objeto II
400 = m₂.0,2.10 => 400 = m₂.2 => m₂ = 200 g
Objeto III
450 = 150.c₃.10 => 450 = c₃.1500 => c₃ = 0,3 cal.g^-1.ºC^-1
Objeto IV
Q₄ = 150.0,4.10 => Q₄ = 600 cal
Objeto V 
Q₅ = 100.0,5.10 => Q₅ = 500 cal
 
Completando o quadro:

Alternativa: D

14. (UFU-MG)
O gráfico abaixo representa a temperatura de uma amostra de massa de
20 g de determinada substância, inicialmente no estado sólido, em função da quantidade de calor que ela absorve. 

Com base nessas informações, marque a alternativa correta.
A) O calor latente de fusão da substância é igual a 30 cal/g.
B) O calor específico na fase sólida é maior do que o calor específico da fase líquida.
C) A temperatura de fusão da substância é de 300 ºC.
D) O calor específico na fase líquida da substância vale 1,0 cal/g.ºC.
 
Resolução:

Calor latente de fusão: Q = m.L => 600 = 20.L  => L = 30 cal/g
Calor específico na fase sólida: 600 = 20.c_s.30  => c_s = 1 cal/g.º C
Calor específico na fase líquida: 600 = 20.c_L.20  => c_L = 1,5 cal/g.º C

A temperatura de fusão é igual a 330 ºC (do gráfico)

Alternativa: A

15. (UEMS)
Em um calorímetro ideal misturam-se 200 gramas de água a uma temperatura de 58 ºC com M gramas de gelo a -10 ºC. Sabendo que a temperatura de equilíbrio dessa mistura será de 45 ºC, o valor da massa M do gelo em gramas é de:
(calor específico da água: c_água = 1,0 cal/g.ºC;
calor específico do gelo: c_gelo = 0,5 cal/g.ºC;
calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g)
A) 12
B) 15
C) 20
D) 25
E) 40

Resolução:

Q_água + Q_gelo + Q_fusão + Q_água2 = 0
m_a.c_a.Δθ + M.c_g.Δθ + M.L_f + M.c_a.Δθ = 0
200.1.(45-58) + M.0,5[0-(-10)]  + M.80 + M.1.(45-0) = 0
-2600 + 5.M + 80.M + 45.M = 0
130.M = 2600 => M = 20 g

Alternativa: C

16. (U. Mackenzie-SP)

 
Durante a realização de certo experimento, um pesquisador necessitou de água líquida a 0 ºC. Para obtê-la, pegou um recipiente contendo 400 cm³ de água, que estava no interior de um refrigerador, à temperatura de 5 ºC. Em seguida, dispondo de “pedrinhas” de gelo (água sólida) a –20 ºC, com 5,0 g de massa cada uma, misturou algumas delas à água do recipiente e atingiu o seu objetivo. Desprezando-se as possíveis trocas de calor com o meio ambiente e considerando os dados da tabela acima, conclui-se que o número mínimo de “pedrinhas” de gelo misturadas à água do recipiente foi
A) 4
B) 5
C) 15
D) 36
E) 45

Resolução:

Q_água + Q_gelo + Q_fusão = 0
400.1.(0-5) + M.0,5.[0-(-20)] + M.80 = 0
-2000 +10.M + 80.M = 0
90.M = 2000 => M = 200/9 g
Cada pedrinha de gelo tem massa igual a 5,0 g. O numero de pedrinha será:
n = M/5 => n = (200/9)/5 => n = 4,44

Alternativa: B

17. (FUVEST-SP)
Um aquecedor elétrico é mergulhado em um recipiente com água a 10 ºC e, cinco minutos depois, a água começa a ferver a 100 ºC. Se o aquecedor não for desligado, toda a água irá evaporar e o aquecedor será danificado. Considerando o momento em que a água começa a ferver, a evaporação de toda a água ocorrerá em um intervalo de aproximadamente
A) 5 minutos.
B) 10 minutos.
C) 12 minutos.
D) 15 minutos.
E) 30 minutos.
Calor específico da água = 1,0 cal/g.ºC
Calor de vaporização da água = 540 cal/g
Desconsidere perdas de calor para o recipiente, para o ambiente e para o próprio aquecedor.

Resolução:

Calor fornecido pelo aquecedor:
Pot = Q₁/Δt₁ = Q₂/Δt₂ => m.c.Δθ/Δt₁ = m.L_V/Δt₂ => 1,0.90/5 = 540/Δt₂

Δt₂ = 30 minutos.

Alternativa: E

18. (CEFET-SP)
O morador da cidade de São Paulo, relativamente àquele que mora no litoral, pode economizar gás de cozinha toda manhã, ao ferver a água para o café. De fato, em São Paulo, a água ferve a cerca de 98 ºC, diferente do litoral, onde ela ferve a 100 ºC. Se a água que sai da torneira, em ambos os lugares, estiver inicialmente a 20 ºC, a energia economizada pelo paulistano para que 800 mL de água atinjam a temperatura de ebulição é, em cal, relativamente ao santista,
Dados: densidade da água = 1 g/mL
calor específico da água = 1 cal/(g.ºC)
A) 1 600.
B) 1 800.
C) 2 400.
D) 3 400. 
E) 7 850.
x
Resolução:

Quantidade de calor (Q_SP) para aquecer a água em São Paulo:
Q_SP = m.c.Δθ => Q_SP = 800.1.(98-20) => Q_SP = 62400 cal
Quantidade de calor (Q_Lit) para aquecer a água em Santos: 
Q_Lit = m.c.Δθ => Q_Lit = 800.1.(100-20) => Q_Lit = 64000 cal
Energia economizada pelo paulistano: E = Q_SP - Q_Lit =>
E = (64000 - 62400) cal => E = 1600 cal

Alternativa: A

19. (UECE)
Observando o diagrama de fase PT mostrado a seguir

Pode-se concluir, corretamente, que uma substância que passou pelo processo de sublimação segue a trajetória
A) X ou Y.
B) Y ou U.
C) U ou V.
D) V ou X.

Resolução:

Na sublimação a substância passa do estado sólido para o gasoso (e vice-versa) sem passar pela fase líquida. No gráfico isso ocorre nos caminhos Y e U.

Alternativa: B

20. (UFMG)
Depois de assar um bolo em um forno a gás, Zulmira observa que ela queima a mão ao tocar no tabuleiro, mas não a queima ao tocar no bolo. Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar que isso ocorre porque
A) a capacidade térmica do tabuleiro é maior que a do bolo.
B) a transferência de calor entre o tabuleiro e a mão é mais rápida que entre o bolo e a mão.
C) o bolo esfria mais rapidamente que o tabuleiro, depois de os dois serem retirados do forno.
D) o tabuleiro retém mais calor que o bolo.

Resolução:

Ao tocarmos dois objetos à mesma temperatura, a sensação térmica será diferente se houver variação na velocidade da troca de calor. Assim, uma maçaneta de ferro parecerá mais fria do que uma porta de madeira, pois o ferro (bom condutor de calor) retira calor de nossa mão mais rápido do que a madeira. (isolante)

Alternativa: B