Questões resolvidas de vestibulares sobre Calorimetria

Artigo com questões resolvidas de vestibulares sobre Calorimetria: calor específico, Capacidade térmica e calor latente.
 

1) Um corpo possui massa de 500 gramas e calor específico 0,4 g/cal ºC . Determinar:

a) A quantidade de calor que o corpo deve receber para que sua temperatura varie de 5 ºC para 35 ºC;

b) A quantidade de calor que o corpo deve ceder para que sua temperatura diminua de 15 ºC.

Dados do problema

• massa do corpo: m = 500 g;

• calor específico: c = 0,4 g/cal ºC.

Solução:

a) Sendo a temperatura inicial t i = 5 ºC e a temperatura final t f = 35 ºC a quantidade de calor que 

o corpo deve receber para que ocorra o aquecimento será dada por

Q = m c Δ t

Q = m c (t f -  t i)

Q = 500 * 0,4 * (35 - 5)

Q = 200 * 30 = 6000 cal

b) Se o calor é cedido Δt < 0 , portanto, a variação deve ser Δt = −15 ºC e o calor cedido 

será dado por

Q = m c Δt

Q = 500.0,4.(35−15)

Q =−3000 cal

Observação: no item (a) a temperatura varia de um valor inicial t i para um valor final t f, 

conhecemos os valores inicial e final da temperatura. No item (b) a temperatura varia de um 

certo valor, conhecemos a variação Δt sem conhecermos os valores inicial e final da 

temperatura.

2) Um bloco de uma material desconhecido e de massa 1kg encontra-se à temperatura de 80°C, ao ser encostado em outro bloco do mesmo material, de massa 500g e que está em temperatura ambiente (20°C). Qual a temperatura que os dois alcançam em contato? Considere que os blocos estejam em um calorímetro.

Solução:

 

 

3) Qual a quantidade de calor absorvida para que 1L d'água congelado e à -20°C vaporize e chegue a temperatura de 130°C.

Dados:

Calor latente de fusão da água: L=80cal/g

Calor latente de vaporização da água: L=540cal/g

Calor específico do gelo: c=0,5cal/g.°C

Calor específico da água: c=1cal/g.°C

Calor específico da água: c=0,48cal/g.°C

Densidade da água: d:1g/cm³

1L=1dm³=1000cm³

Solução:

 m=d.V

m=1000g

 

  4) Um bloco de ferro de 10cm³ é resfriado de 300°C para 0°C. Quantas calorias o bloco perde para o ambiente?

Dados: densidade do ferro=7,85g/cm³ e calor específico do ferro=0,11cal/g.°C

O primeiro passo é descobrir a massa do bloco, sabendo sua densidade e seu volume (é importante prestar bastante atenção nas unidades de cada grandeza).

Solução:

  

Conhecendo a massa, podemos calcular a quantidade de calor do corpo:

 

  

Como Q<0 a="" acontece="" ambiente="" bloco="" calor="" de="" do="" libera="" meio="" ncia="" no="" o="" para="" sentido="" span="" transfer="">

5) Em uma cozinha, uma chaleira com 1L de água ferve. Para que ela pare, são adicionados 500mL de água à 10°C. Qual a temperatura do equilíbrio do sistema?

Qualquer quantidade de água que esteja fervendo encontra-se à temperatura de 100°C, se a temperatura for superior a esta, não haverá água líquida, apenas vapor.

Solução: