Calorinetria

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Calorimetia Atividade 03 e 04 — Calor e trocas de calor.

Resumo Teórico


a) Calor

1 cal = 1,19 J |
Capacidade térmica | |
Calor específico | |
Equação fundamental da calorimetria | |
Sistema termicamente isolado | |


b) Mudanças de estado

Aquecimento sólido | Q1 = mcst |
Fusão | Q2 = mlf |Aquecimento líquido | Q3 = mcst |
Vaporização | Q4 = mlv |
Aquecimento vapor | Q5 = mcvt |





Exercícios Básicos

1. (UnB) Uma dona-de-casa residente em Brasília, precisando ferver água, resolveu utilizar um ebulidor – vulgarmente conhecido como mergulhão – que é um equipamento elétrico capaz de fornecer energia calorífica ao líquido no qual se encontra imerso. Colocou, então, oebulidor em um recipiente contendo 2,5 litros de água a 18ºC, ligando-o, em seguida. Por um descuido, após atingir a temperatura de ebulição 96ºC, parte da água evaporou. Ao desligar o ebulidor, a dona-de-casa constatou que, naquele instante, restava apenas 1,5 litro de água, sabendo que calor específico da água = 1 cal/gºC, densidade da água = 1 g/cm3, calor latente de vaporização daágua = 540 cal/g, 1 cal = 4,2 J e potência do ebulidor = 1.000 W, e considerando desprezíveis as trocas de calor com o ambiente e o tempo de aquecimento do ebulidor, calcule, em minutos, o tempo em que o ebulidor permaneceu ligado. Despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista

2. (UnB) Em relação às trocas de calor, julgue os itens a seguir, considerando os seguintes dados:

calor latente defusão do gelo = 80 cal/g;
calor de vaporização da água = 540 cal/g;
calor específico da água = 1,0 cal/g0C;
calor específico do gelo = 0,5 cal/g0C.
j São necessárias 725 cal para converter 1 g de gelo a -100C em vapor a 1000C.
k Um quilograma de mercúrio tem menor capacidade térmica do que 1 kg de água, pois o calor específico do mercúrio é menor que o da água.
l Se umcorpo A tem o dobro da massa e o dobro do calor específico de um corpo B, então, quando A e B recebem a mesma quantidade de calor, as variações de temperatura de ambos são iguais.
m Para que 200 g de pedras de gelo a 00C sejam derretidas, esfregando-se umas contra as outras, é necessário que se realize um trabalho de 160 cal.

3. (UnB) Em um laboratório, um estudante misturou umacerta massa de água, a 300C, com igual quantidade de gelo, a 400C. Determine, em graus Celsius, a temperatura de equilíbrio da mistura obtida pelo estudante. Considere os dados:

* calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g,
* calor específico do gelo = 0,5 cal/g0C
* calor específico da água = 1,0 cal/g0C.

4. UnB) Uma senhora diz a sua filha de 10 anos para encher a banheira,de modo que possa tomar um banho. A criança abre apenas a torneira de água quente, deixando que 94,625 L de água a 800C sejam colocados na banheira. Calcule, em litros, a quantidade de água a 200C necessária para baixar a temperatura da água da banheira para 500C. Desconsidere a capacidade térmica da banheira e a parte fracionária de seu resultado, caso exista.

5. (UnB) Um vestibulando de80 kg, ao final do último dia de provas, para relaxar as tensões inerentes ao processo seletivo, resolveu descansar, na banheira de sua casa, repousando em água aquecida a 35 0C. Para isso, inicialmente colocou água a 20 0C, até completar o volume correspondente a 60% da capacidade da banheira. Sabendo que a banheira tem a forma de um paralelepípedo retangular, com dimensões internas iguais a 2,0 m,1,0 m e 0,5 m, e admitindo que a densidade do copo humano é de 400 kg/m3, calcule, em graus centígrados, a temperatura do volume máximo de água quente a ser colocado na banheira, de forma que o vestibulando possa ficar totalmente submerso, sem que a água transborde. Despreze a capacidade térmica da banheira e as possíveis perdas de calor pela água.

Exercícios Complementares

8. O...
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