Exercícios Resolvidos de Calorimetria. Exercícios Resolvidos de Capacidade Térmica e Calor Específico.

Exercícios de Capacidade Térmica e Calor Específico

1. Um objeto de massa \(200 \, \text{g}\) foi aquecido, recebendo \(800 \, \text{cal}\) de calor, elevando sua temperatura de \(25 \, \text{ºC}\) para \(75 \, \text{ºC}\). Calcule:
a) A capacidade térmica do objeto.
b) O calor específico do objeto.

Resolução:
a) A capacidade térmica (\(C\)) é dada por \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(C = \frac{800}{75 - 25} = \frac{800}{50} = 16 \, \text{cal/ºC}\).

b) O calor específico (\(c\)) é dado por \(c = \frac{Q}{m \times \Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(c = \frac{800}{200 \times 50} = \frac{800}{10000} = 0,08 \, \text{cal/g.ºC}\).

2. Um recipiente contendo \(300 \, \text{g}\) de água foi aquecido, recebendo \(1200 \, \text{cal}\) de calor, elevando sua temperatura de \(20 \, \text{ºC}\) para \(80 \, \text{ºC}\). Calcule:
a) A capacidade térmica da água.
b) O calor específico da água.

Resolução:
a) A capacidade térmica (\(C\)) é dada por \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(C = \frac{1200}{80 - 20} = \frac{1200}{60} = 20 \, \text{cal/ºC}\).

b) O calor específico (\(c\)) é dado por \(c = \frac{Q}{m \times \Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(c = \frac{1200}{300 \times 60} = \frac{1200}{18000} = 0,0667 \, \text{cal/g.ºC}\).

3. Uma amostra de \(400 \, \text{g}\) de alumínio absorve \(2400 \, \text{cal}\) de calor, elevando sua temperatura de \(15 \, \text{ºC}\) para \(85 \, \text{ºC}\). Calcule:
a) A capacidade térmica da amostra de alumínio.
b) O calor específico do alumínio.

Resolução:
a) A capacidade térmica (\(C\)) é dada por \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(C = \frac{2400}{85 - 15} = \frac{2400}{70} = 34,29 \, \text{cal/ºC}\).

b) O calor específico (\(c\)) é dado por \(c = \frac{Q}{m \times \Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(c = \frac{2400}{400 \times 70} = \frac{2400}{28000} = 0,0857 \, \text{cal/g.ºC}\).

4. Um bloco de ferro de \(1 \, \text{kg}\) recebe \(4500 \, \text{cal}\) de calor, elevando sua temperatura de \(30 \, \text{ºC}\) para \(80 \, \text{ºC}\). Calcule:
a) A capacidade térmica do bloco de ferro.
b) O calor específico do ferro.

Resolução:
a) A capacidade térmica (\(C\)) é dada por \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(C = \frac{4500}{80 - 30} = \frac{4500}{50} = 90 \, \text{cal/ºC}\).

b) O calor específico (\(c\)) é dado por \(c = \frac{Q}{m \times \Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(c = \frac{4500}{1000 \times 50} = \frac{4500}{50000} = 0,09 \, \text{cal/g.ºC}\).

5. Uma substância desconhecida foi aquecida, recebendo \(1800 \, \text{cal}\) de calor, elevando sua temperatura de \(10 \, \text{ºC}\) para \(50 \, \text{ºC}\). Calcule:
a) A capacidade térmica da substância desconhecida.
b) O calor específico da substância desconhecida.

Resolução:
a) A capacidade térmica (\(C\)) é dada por \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(C = \frac{1800}{50 - 10} = \frac{1800}{40} = 45 \, \text{cal/ºC}\).

b) O calor específico (\(c\)) é dado por \(c = \frac{Q}{m \times \Delta T}\).
Substituindo os valores:
\(c = \frac{1800}{m \times 40}\).
Como não foi fornecida a massa \(m\) da substância, não é possível calcular o calor específico sem essa informação adicional.

Exercícios Resolvidos sobre Capacidade Térmica.

Lista de Exercícios: Capacidade Térmica

Exercício 1

Um bloco de ferro com massa de 500g recebe 4000 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 60°C. Calcule a capacidade térmica do bloco de ferro.

Resolução:
Dados do problema:
\(m = 500 \, \text{g}\), \(Q = 4000 \, \text{cal}\) e \(\Delta T = 60°C\).
Usando a fórmula da capacidade térmica: \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
\(C = \frac{4000 \, \text{cal}}{60°C}\).
\(C = \frac{4000}{60}\) cal/°C.
\(C = 66,67\) cal/°C.
Portanto, a capacidade térmica do bloco de ferro é \(66,67\) cal/°C.

Exercício 2

Uma amostra de 800g de chumbo recebe 6000 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 40°C. Calcule a capacidade térmica do chumbo.

Resolução:
Dados do problema:
\(m = 800 \, \text{g}\), \(Q = 6000 \, \text{cal}\) e \(\Delta T = 40°C\).
Usando a fórmula da capacidade térmica: \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
\(C = \frac{6000 \, \text{cal}}{40°C}\).
\(C = \frac{6000}{40}\) cal/°C.
\(C = 150\) cal/°C.
Portanto, a capacidade térmica do chumbo é \(150\) cal/°C.

Exercício 3

Um bloco de alumínio com massa de 300g recebe 2400 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 80°C. Calcule a capacidade térmica do bloco de alumínio.

Resolução:
Dados do problema:
\(m = 300 \, \text{g}\), \(Q = 2400 \, \text{cal}\) e \(\Delta T = 80°C\).
Usando a fórmula da capacidade térmica: \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
\(C = \frac{2400 \, \text{cal}}{80°C}\).
\(C = \frac{2400}{80}\) cal/°C.
\(C = 30\) cal/°C.
Portanto, a capacidade térmica do bloco de alumínio é \(30\) cal/°C.

Exercício 4

Um bloco de cobre com massa de 400g recebe 3000 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 50°C. Calcule a capacidade térmica do bloco de cobre.

Resolução:
Dados do problema:
\(m = 400 \, \text{g}\), \(Q = 3000 \, \text{cal}\) e \(\Delta T = 50°C\).
Usando a fórmula da capacidade térmica: \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
\(C = \frac{3000 \, \text{cal}}{50°C}\).
\(C = \frac{3000}{50}\) cal/°C.
\(C = 60\) cal/°C.
Portanto, a capacidade térmica do bloco de cobre é \(60\) cal/°C.

Exercício 5

Uma amostra de 600g de água recebe 4000 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 20°C. Calcule a capacidade térmica da água.

Resolução:
Dados do problema:
\(m = 600 \, \text{g}\), \(Q = 4000 \, \text{cal}\) e \(\Delta T = 20°C\).
Usando a fórmula da capacidade térmica: \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
\(C = \frac{4000 \, \text{cal}}{20°C}\).
\(C = \frac{4000}{20}\) cal/°C.
\(C = 200\) cal/°C.
Portanto, a capacidade térmica da água é \(200\) cal/°C.

Exercício 6

Um bloco de alumínio com massa de 700g recebe 2400 calorias de calor e sua temperatura se eleva em 30°C. Calcule a capacidade térmica do bloco de alumínio.

Resolução:
Dados do problema:
\(m = 700 \, \text{g}\), \(Q = 2400 \, \text{cal}\) e \(\Delta T = 30°C\).
Usando a fórmula da capacidade térmica: \(C = \frac{Q}{\Delta T}\).
\(C = \frac{2400 \, \text{cal}}{30°C}\).
\(C = \frac{2400}{30}\) cal/°C.
\(C = 80\) cal/°C.
Portanto, a capacidade térmica do bloco de alumínio é \(80\) cal/°C.