Calor sensível, calor latente e trocas de calor

Física, 2ª série: Calor sensível, calor latente e trocas de calor

1. Para preparar um chá, Rita aquece 2,0 kg de água de 20 °C até 70 °C. O calor específico da água é 1,0 cal/(g · °C). A quantidade de calor que a água recebeu é de

   1. a140 kcal
   2. b100 kcal
   3. c40 kcal
   4. d100 cal
   5. e1 000 kcal

2. Em um dia ensolarado, a areia da praia fica muito quente ao meio-dia, enquanto a água do mar continua relativamente fresca. A principal razão para isso é que

   1. aa areia recebe mais radiação solar que a água
   2. bo calor específico da areia é maior que o da água
   3. ca água é melhor condutora de calor que a areia
   4. da areia não troca calor com o ar
   5. eo calor específico da água é muito maior que o da areia

3. Em uma garrafa térmica ideal, misturam-se 200 g de água a 80 °C com 300 g de água a 20 °C. A temperatura de equilíbrio da mistura é

   1. a50 °C
   2. b56 °C
   3. c32 °C
   4. d40 °C
   5. e44 °C

4. Uma panela de alumínio tem massa de 500 g. O calor específico do alumínio é 0,22 cal/(g · °C). A capacidade térmica da panela é

   1. a110 cal/°C
   2. b0,22 cal/°C
   3. c500 cal/°C
   4. d2 270 cal/°C
   5. e0,11 cal/°C

5. Para identificar um metal, um estudante aqueceu uma peça de 100 g até 200 °C e a mergulhou em um calorímetro ideal com 400 g de água a 20 °C. O equilíbrio ocorreu a 25 °C. Com c_água = 1,0 cal/(g · °C), o calor específico do metal é aproximadamente

   1. a0,50 cal/(g · °C)
   2. b1,0 cal/(g · °C)
   3. c0,029 cal/(g · °C)
   4. d0,11 cal/(g · °C)
   5. e8,8 cal/(g · °C)

6. Uma forma de gelo contém 500 g de gelo a 0 °C. O calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g. A quantidade de calor necessária para derreter todo o gelo, sem alterar sua temperatura, é

   1. a40 kcal
   2. b500 cal
   3. c80 cal
   4. d6,25 cal
   5. e40 cal

7. Em um recipiente isolado, misturam-se 100 g de gelo a 0 °C com 200 g de água a 30 °C. Dados: calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; c_água = 1,0 cal/(g · °C). No equilíbrio térmico, o sistema estará a

   1. a10 °C, sem gelo
   2. b0 °C, sem gelo
   3. c20 °C, sem gelo
   4. d0 °C, restando 75 g de gelo
   5. e0 °C, restando 25 g de gelo

8. Uma chaleira elétrica de 1 000 W aquece 1,0 L de água (1,0 kg) de 20 °C até 100 °C. Considere c_água = 1,0 cal/(g · °C), 1 cal = 4,2 J e que toda a energia elétrica é transferida para a água. O tempo de aquecimento é de aproximadamente

   1. a80 s
   2. b1,3 min
   3. c56 min
   4. d5,6 h
   5. e5,6 min

9. Um coletor solar de 2,0 m² recebe 600 W/m² de radiação solar e transfere 50% dessa energia para a água. Ele aquece 100 L (100 kg) de água de 20 °C para 40 °C. Com c_água = 4 200 J/(kg · °C), o tempo necessário é de aproximadamente

   1. a3,9 h
   2. b1,9 h
   3. c7,8 h
   4. d39 min
   5. e0,39 h

10. Cidades litorâneas costumam ter amplitude térmica diária menor que cidades no interior, longe de grandes massas de água.
    a) Calcule a quantidade de calor necessária para aquecer 10 °C 1,0 kg de água (c = 1,0 cal/(g · °C)) e 1,0 kg de areia (c = 0,20 cal/(g · °C)).
    b) Use esse resultado para explicar a diferença de amplitude térmica.
    c) Explique por que a água é usada no sistema de arrefecimento dos motores de carro.

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