Mudanças de estado físico e curva de aquecimento

Física, 2ª série: Mudanças de estado físico e curva de aquecimento

1. Uma amostra de gelo a −20 °C é aquecida, ao nível do mar, por uma fonte de potência constante até virar vapor a 120 °C. O gráfico mostra a temperatura da amostra ao longo do tempo, dividida nas etapas I a V.

   

   Nas etapas II e IV, a energia recebida

   1. aé perdida para o ambiente, por isso a temperatura não sobe
   2. bé armazenada como aumento de temperatura, que só aparece depois
   3. cé nula, pois a fonte deixa de fornecer calor nesses intervalos
   4. dé usada para mudar o estado físico, sem variação de temperatura
   5. efaz a substância mudar de estado e de temperatura ao mesmo tempo

2. A quantidade de calor necessária para transformar 100 g de gelo a −10 °C em água a 20 °C é (c_gelo = 0,50 cal/(g · °C); L_fusão = 80 cal/g; c_água = 1,0 cal/(g · °C))

   1. a2 500 cal
   2. b8 000 cal
   3. c10 500 cal
   4. d10 000 cal
   5. e15 500 cal

3. Ao cozinhar macarrão em uma panela aberta, ao nível do mar, Davi aumentou a chama do fogão depois que a água já estava fervendo, esperando que o macarrão cozinhasse mais depressa. Essa atitude

   1. aacelera o cozimento, pois a água passa a ferver a uma temperatura bem maior que 100 °C
   2. bacelera o cozimento, pois aumenta o calor específico da água
   3. cnão acelera o cozimento, pois a chama maior reduz a pressão sobre a água
   4. dnão acelera o cozimento, pois a água continua a cerca de 100 °C e apenas evapora mais rápido
   5. eatrasa o cozimento, pois a água esfria quando ferve com mais intensidade

4. No ciclo da água, a evaporação ocorre em oceanos, rios e na transpiração das plantas, e a condensação ocorre na formação das nuvens. Do ponto de vista energético, é correto afirmar que

   1. aa evaporação libera energia, e a condensação absorve energia
   2. ba evaporação absorve energia, e a condensação a libera na atmosfera
   3. cas duas mudanças de estado ocorrem sem troca de energia
   4. da evaporação só ocorre quando a água atinge 100 °C
   5. ea condensação resfria a atmosfera, pois absorve o calor do ar ao redor das nuvens

5. Durante uma corrida, um atleta perde 200 g de suor por evaporação. Considerando o calor latente de vaporização do suor igual a 540 cal/g, a energia retirada do corpo por esse processo é de

   1. a540 cal
   2. b2,7 kcal
   3. c108 kcal
   4. d20 kcal
   5. e1 080 kcal

6. Uma usina lança em um rio 50 MW de calor, por meio da água de resfriamento. A vazão do rio é de 10 m³/s (1,0 · 10⁴ kg/s) e o calor específico da água é 4 200 J/(kg · °C). Supondo que todo esse calor fique na água do rio, o aumento da temperatura do rio, após a mistura, é de aproximadamente

   1. a12 °C
   2. b1,2 °C
   3. c0,12 °C
   4. d5,0 °C
   5. e0,50 °C

7. O gelo-seco, usado para conservar alimentos e em efeitos de fumaça em shows, é gás carbônico no estado sólido. À pressão ambiente, ele passa diretamente para o estado gasoso. Esse processo é chamado de

   1. asublimação
   2. bfusão
   3. cvaporização
   4. dsolidificação
   5. econdensação

8. A água guardada em uma moringa de barro não esmaltado fica mais fresca que a temperatura ambiente. Isso ocorre porque

   1. ao barro produz frio ao entrar em contato com a água
   2. bo barro é bom condutor e transfere o calor da água para o chão
   3. ca água que passa pelos poros evapora e retira calor da moringa
   4. da água do ar se condensa nas paredes externas da moringa, liberando frio
   5. eo barro reflete toda a radiação do ambiente

9. Deseja-se resfriar 300 g de suco (c = 1,0 cal/(g · °C)) de 25 °C para 5,0 °C, colocando gelo a 0 °C (L_fusão = 80 cal/g). Desprezando trocas com o ambiente e com o copo, a massa mínima de gelo necessária é de aproximadamente

   1. a75 g
   2. b63 g
   3. c1 200 g
   4. d24 g
   5. e71 g

10. Uma garrafa de vidro cheia de água e bem tampada foi esquecida no congelador e trincou. A explicação física é que

    1. aa água diminui de volume ao congelar, e o vácuo formado quebra o vidro
    2. bo vidro se dilata muito no frio e se rompe
    3. ca água aumenta de volume ao congelar, pois o gelo é menos denso
    4. do gelo é mais denso que a água e pesa demais sobre o fundo
    5. ea pressão do ar dentro da garrafa aumenta com o frio

11. O calor latente de vaporização da água é cerca de 2,3 · 10⁶ J/kg, e seu calor específico é cerca de 4,2 · 10³ J/(kg · °C).
    a) Calcule a energia liberada quando 1,0 kg de vapor se condensa e compare-a com a energia necessária para aquecer 1,0 kg de água em 1,0 °C.
    b) Use esse resultado para explicar o papel do ciclo da água na distribuição de energia entre os oceanos tropicais e outras regiões do planeta.
    c) Explique por que uma queimadura com vapor a 100 °C costuma ser mais grave que uma com água a 100 °C.

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