Exercícios resolvidos sobre calor específico/capacidade térmica/ quantidade de calor
Resposta: massa unitária e variação unitária basta aplicar a definição de calor específico, ou seja, são necessários 0,22 calorias.
02) Quantas calorias são necessárias para que um grama de mercúrio tenha a sua temperatura elevada em 1ºC sabendo que o calor específico do alumínio é 0,03cal/g.ºC?
Resposta: massa unitária e variação unitária basta aplicar a definição de calor específico, ou seja, são necessários 0,03 calorias.
03) Quantas calorias são necessárias para que um grama de cobre tenha a sua temperatura elevada em 1ºC sabendo que o calor específico do alumínio é 0,09cal/g.ºC?
Resposta: massa unitária e variação unitária basta aplicar a definição de calor específico, ou seja, são necessários 0,09 calorias.
Resposta: massa unitária e variação unitária basta aplicar a definição de calor específico, ou seja, são necessários 0,09 calorias.
Observações:
1) Dizer que a capacidade térmica de um corpo é 100 cal/ºC significa que para elevar a temperatura desse corpo em 1ºC é preciso fornecer a ele 100 calorias.
2) Dizer que o calor específico de uma substância é 0,8cal/g.ºC significa que é necessário fornecer 0,8 calorias para elevar a temperatura de um grama dessa substância em 1ºC.
3) Uma caloria é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água de 14,5ºC para 15,5ºC, sob condição normal de pressão, ou seja 1 atm.
4) Calor específico é a quantidade de calor que se deve ser fornecida ou retirada para que a massa unitária de uma substância sofra uma variação unitária de temperatura.
04) Dois pedaços de ferro, um de 1kg e outro de 3kg, receberão quantidades iguais de calor. Qual dos dois pedaços sofrerá a maior variação de temperatura, supondo que o estado físico do ferro não se altere?
Resposta: os dois pedaços são de ferro, isto é, de um único material (substância). Assim, o pedaço de maior massa tem maior capacidade térmica. Quanto maior for a capacidade térmica do corpo, menor será a variação de temperatura ao receber uma quantidade fixa de calor. Portanto, o corpo de 1kg sofrerá maior variação de temperatura, uma vez que sua capacidade térmica é menor que a do outro pedaço.
05) Dois corpos sólidos de mesma massa, sendo um formado por prata cujo calor específico é 0,056 cal/g.ºC e o outro por chumbo cujo calor específico é 0,031cal/g.ºC, incialmente à mesma temperatura, recebem quantidades iguais de calor e não mudam de estado. Qual dos dois corpos tem, ao final, maior valor de temperatura?
Resposta: para saber qual dos dois corpos sofrerá maior elevação de temperatura, precisamos comparar os valores de cada valor específico. No caso da prata o valor de 0,056 cal/g.ºC indica que é necessário 0,056 calorias para que a temperatura de 1 grama de prata varie 1ºC. No caso do chumbo o valor 0,031cal/g.ºC indica que é necessário 0,031 calorias para que a temperatura de 1 grama de chumbo varie 1ºC. Portanto, para elevar a temperatura, cada 1 grama de prata necessita mais calorias que cada 1 grama de chumbo. Isso significa que, para a mesma quantidade de calor, a temperatura do corpo formado por chumbo aumentará mais que a do corpo formado por prata.
06) Uma massa de cobre de 200g sofreu variação de temperatura de 15ºC. Determine quantas calorias foram necessárias para ter ocorrido essa variação de temperatura se o calor específico do cobre é 0,093cal/g.ºC.
Solução:
07) Qual a capacidade térmica de um objeto que, ao receber 5000 cal de energia, tem sua temperatura elevada de 15ºC para 40ºC?
Solução:
09) O que significa dizer que o ouro tem calor específico de 0,032cal/g.ºC?
Resposta:
Significa que para cada massa de 1,0 g de ouro é preciso ceder ou receber 0,032 calorias de quantidade de energia para variar em 1,0 °C sua temperatura.
10) Sabe-se que a areia da praia, num dia de verão, fica mais quente do que a água do mar. Supondo que a quantidade de energia recebida do Sol seja a mesma para as duas substâncias, qual delas tem calor específico maior?
Resposta:
A água possui calor específico maior já que recebendo a mesma quantidade de energia a areia fica mais quente do que a água, ou seja, a areia se aquece mais rápido por possuir menor calor específico. A água demora mais tempo para se aquecer devido ao seu alto calor específico.
11) Se você bebe 200g de água a 20ºC, qual é a quantidade de energia absorvida pela água, cujo calor específico é 1,0cal/g.ºC, se a temperatura de seu corpo é constante e vale 36,5ºC? De onde provém essa energia?
Resposta:
12) Qual a quantidade de energia necessária para vaporizar, por ebulição, 200 g de água a 100ºC se o calor latente de ebulição da água é 540 cal/g?
04) Dois pedaços de ferro, um de 1kg e outro de 3kg, receberão quantidades iguais de calor. Qual dos dois pedaços sofrerá a maior variação de temperatura, supondo que o estado físico do ferro não se altere?
Resposta: os dois pedaços são de ferro, isto é, de um único material (substância). Assim, o pedaço de maior massa tem maior capacidade térmica. Quanto maior for a capacidade térmica do corpo, menor será a variação de temperatura ao receber uma quantidade fixa de calor. Portanto, o corpo de 1kg sofrerá maior variação de temperatura, uma vez que sua capacidade térmica é menor que a do outro pedaço.
05) Dois corpos sólidos de mesma massa, sendo um formado por prata cujo calor específico é 0,056 cal/g.ºC e o outro por chumbo cujo calor específico é 0,031cal/g.ºC, incialmente à mesma temperatura, recebem quantidades iguais de calor e não mudam de estado. Qual dos dois corpos tem, ao final, maior valor de temperatura?
Resposta: para saber qual dos dois corpos sofrerá maior elevação de temperatura, precisamos comparar os valores de cada valor específico. No caso da prata o valor de 0,056 cal/g.ºC indica que é necessário 0,056 calorias para que a temperatura de 1 grama de prata varie 1ºC. No caso do chumbo o valor 0,031cal/g.ºC indica que é necessário 0,031 calorias para que a temperatura de 1 grama de chumbo varie 1ºC. Portanto, para elevar a temperatura, cada 1 grama de prata necessita mais calorias que cada 1 grama de chumbo. Isso significa que, para a mesma quantidade de calor, a temperatura do corpo formado por chumbo aumentará mais que a do corpo formado por prata.
06) Uma massa de cobre de 200g sofreu variação de temperatura de 15ºC. Determine quantas calorias foram necessárias para ter ocorrido essa variação de temperatura se o calor específico do cobre é 0,093cal/g.ºC.
Solução:
07) Qual a capacidade térmica de um objeto que, ao receber 5000 cal de energia, tem sua temperatura elevada de 15ºC para 40ºC?
Solução:
08) A
capacidade térmica de um sistema A é CA = 100cal/ºC e de um sistema
B é CB = 300cal/ºC.
a) Se
os dois sistemas receberem a mesma quantidade de energia, qual deles se aquecerá
mais?
Resposta:
b)
Qual a quantidade de energia necessária para provocar uma variação de
temperatura de 10ºC em A? E em B?
09) O que significa dizer que o ouro tem calor específico de 0,032cal/g.ºC?
Resposta:
Significa que para cada massa de 1,0 g de ouro é preciso ceder ou receber 0,032 calorias de quantidade de energia para variar em 1,0 °C sua temperatura.
10) Sabe-se que a areia da praia, num dia de verão, fica mais quente do que a água do mar. Supondo que a quantidade de energia recebida do Sol seja a mesma para as duas substâncias, qual delas tem calor específico maior?
Resposta:
A água possui calor específico maior já que recebendo a mesma quantidade de energia a areia fica mais quente do que a água, ou seja, a areia se aquece mais rápido por possuir menor calor específico. A água demora mais tempo para se aquecer devido ao seu alto calor específico.
11) Se você bebe 200g de água a 20ºC, qual é a quantidade de energia absorvida pela água, cujo calor específico é 1,0cal/g.ºC, se a temperatura de seu corpo é constante e vale 36,5ºC? De onde provém essa energia?
Resposta:
12) Qual a quantidade de energia necessária para vaporizar, por ebulição, 200 g de água a 100ºC se o calor latente de ebulição da água é 540 cal/g?
