Física
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
?? = 20 ºC
Pot = Q/?t => Q = Pot.?t => Q = 2000(W). 20(s) => Q = 40000 J
Q = m.c.?? => 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 ?o 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:
QAl + QFe + QPb = 0
[200.0,22.(?-20)] + [150.0,12.(?-30)] +[100.0,03.(?-40)] = 0
44.(?-20) + 18.(?-30) + 3.(?-40) = 0
44.? - 880 + 18.? - 540 + 3? -120 = 0
65.? = 1540 => ? = 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
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.cs.30 => cs = 1 cal/g.º C
Calor específico na fase líquida: 600 = 20.cL.20 => cL = 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: cágua = 1,0 cal/g.ºC; calor específico do gelo: cgelo = 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:
Qágua + Qgelo + Qfusão + Qágua2 = 0
ma.ca.?? + M.cg.?? + M.Lf + M.ca.?? = 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:
Qágua + Qgelo + Qfusão = 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
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/?t1 = Q2/?t2 => m.c.??/?t1 = m.Lv/?t2 => 1,0.90/5 = 540/?t2
?t2 = 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 (QSP) para aquecer a água em São Paulo:
QSP = m.c.?? => QSP = 800.1.(98-20) => QSP = 62400 cal
Quantidade de calor (QLit) para aquecer a água em Santos:
QLit = m.c.?? => QLit = 800.1.(100-20) => QLit = 64000 cal
Energia economizada pelo paulistano: E = QSP - QLit =>
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
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Resolução do Simulado Borges e Nicolau x 1. (UFAC) A temperatura em Rio Branco, em certo dia, sofreu uma variação de 15 ºC. Na escala Fahrenheit, essa variação corresponde a: A) 108 ºF B) 71 ºF C) 44 ºF D) 27 ºF E) 1 ºF Resolução:...
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SIMULADO - SEGUNDO ANO DO ENSINO MÉDIO CONTEÚDO: TERMOLOGIA 1. (UFAC) A temperatura em Rio Branco, em certo dia, sofreu uma variação de 15 ºC. Na escala Fahrenheit, essa variação corresponde a: A) 108 ºF B) 71 ºF C) 44 ºF D) 27 ºF E) 1 ºF ...
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Mudanças de fase (II) Borges e Nicolau Mudanças de fase ou estados de agregação xTipos de Vaporização Evaporação: processo espontâneo e lento que ocorre na superfície do líquido. Ebulição: processo no qual há formação tumultuosa...
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SIMULADO - SEGUNDO ANO DO ENSINO MÉDIO CONTEÚDO: TERMOLOGIA 1. (UFAC) A temperatura em Rio Branco, em certo dia, sofreu uma variação de 15 ºC. Na escala Fahrenheit, essa variação corresponde a: A) 108 ºF B) 71 ºF C) 44 ºF D) 27 ºF E) 1 ºF ...
Física
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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
?? = 20 ºC
Pot = Q/?t => Q = Pot.?t => Q = 2000(W). 20(s) => Q = 40000 J
Q = m.c.?? => 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 ?o 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:
QAl + QFe + QPb = 0
[200.0,22.(?-20)] + [150.0,12.(?-30)] +[100.0,03.(?-40)] = 0
44.(?-20) + 18.(?-30) + 3.(?-40) = 0
44.? - 880 + 18.? - 540 + 3? -120 = 0
65.? = 1540 => ? = 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
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.cs.30 => cs = 1 cal/g.º C
Calor específico na fase líquida: 600 = 20.cL.20 => cL = 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: cágua = 1,0 cal/g.ºC; calor específico do gelo: cgelo = 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:
Qágua + Qgelo + Qfusão + Qágua2 = 0
ma.ca.?? + M.cg.?? + M.Lf + M.ca.?? = 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)
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:
Qágua + Qgelo + Qfusão = 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
x
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/?t1 = Q2/?t2 => m.c.??/?t1 = m.Lv/?t2 => 1,0.90/5 = 540/?t2
?t2 = 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 (QSP) para aquecer a água em São Paulo:
QSP = m.c.?? => QSP = 800.1.(98-20) => QSP = 62400 cal
Quantidade de calor (QLit) para aquecer a água em Santos:
QLit = m.c.?? => QLit = 800.1.(100-20) => QLit = 64000 cal
Energia economizada pelo paulistano: E = QSP - QLit =>
E = (64000 - 62400) cal => E = 1600 cal
Alternativa: A
19. (UECE)
Observando o diagrama de fase PT mostrado a seguir
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
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Resolução do Simulado Borges e Nicolau x 1. (UFAC) A temperatura em Rio Branco, em certo dia, sofreu uma variação de 15 ºC. Na escala Fahrenheit, essa variação corresponde a: A) 108 ºF B) 71 ºF C) 44 ºF D) 27 ºF E) 1 ºF Resolução:...
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