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FÍSICA I SEMANA 09 1 01 (EAM 2012) O corpo humano pode ser comparado com um sistema termodinâmico que retira calor de uma fonte (os alimentos) e realiza trabalho usando parte dessa energia. A Organização Mundial de Saúde recomenda que todo ser humano, para se manter saudável, deve ingerir cerca de 2000 calorias alimentícias diariamente. Considerando que essa energia consumida diariamente pudesse ser usada para aquecer toda a água existente no corpo de uma pessoa de 60 kg de massa, qual seria a variação de temperatura sofrida pela água? Dados: 1 caloria alimentícia = 1000 cal Densidade da água = 1 kg/litro Calor especí� co da água = 1 cal/g⋅°C Quantidade de água no ser humano = 2/3 da sua massa. a) 20 °C b) 30 °C c) 40 °C d) 50 °C e) 60 °C 02 (EAM 2015) O calor e uma forma de energia que ocorre devido a uma diferença de temperatura. Assinale a opção que apresenta a forma de propagação de calor que se caracteriza por ocorrer apenas nos � uidos. a) Convecção. b) Irradiação. c) Condução. d) Equilibrio Térmico. e) Eletrização. 03 (EAM 2016) Com relação aos três processos de propagação de calor: condução, convecção e irradiação, assinale a opção correta. a) O processo de condução ocorre apenas nos líquidos e gases. b) O processo de convecção ocorre apenas nos sólidos. c) A propagação de calor por irradiação é o único dos três processos que pode ocorrer no ar atmosférico. d) No processo de convecção ocorre o movimento das moléculas, formando correntes de convecção. e) O calor do Sol propaga-se no espaço pelo processo de condução até atingir a atmosfera terrestre e ser absorvido pelos corpos. 04 (EAM 2018) Quantas calorias são necessárias para aquecer 500 g de certa substância de 20 °C a 70 °C? Dado: c = 0,24 cal/g⋅°C a) 3000 calorias. b) 4000 calorias. c) 5000 calorias. d) 6000 calorias. e) 7000 calorias. » CALOR » E SUA PROPAGAÇÃO 05 (EAM 2020) Considerando um 1 kg de gelo de água e desprezando as perdas de calor para o ambiente e a evaporação da água, assinale qual a opção que fornece o calor, em kilocalorias, necessário para transformar o gelo de água inicialmente à temperatura de -20 °C em vapor de água à 100 °C. Dados: Calor especí� co do gelo de água = 0,5 cal/g⋅°C Calor especí� co da água líquida = 1,0 cal/g⋅°C Calor latente de fusão do gelo de água = 80 cal/g Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g Temperatura de fusão do gelo de água = 0 °C Temperatura de ebulição da água = 100 °C a) 340 b) 520 c) 730 d) 890 e) 920 06 (EEAR 2006) Visando montar uma experiência de calorimetria, um professor de Física colocou um ebulidor elétrico (tipo “rabo quente”) para aquecer 350 ml de água. A partir do instante em que a água começou a entrar em ebulição, um cronômetro foi acionado. Após desligar o ebulidor, veri� cou-se que haviam transcorridos 2 minutos, e o volume � nal de água era de 150 ml. Nesse caso, a potência do ebulidor elétrico, em W, vale Dados: Densidade da água = 1 g/cm³ Calor latente de ebulição da água = 540 cal/g⋅°C 1 cal = 4 J a) 2500 b) 3600 c) 4300 d) 5700 07 (EEAR 2007) Para diminuir a variação de temperatura devido a _____ de calor, do alimento em uma embalagem descartável de folha de alumínio, a face espelhada da tampa deve estar voltada para ______ Obs.: A temperatura do ambiente é maior que a temperatura do alimento. a) radiação; dentro b) condução; fora c) convecção; fora d) radiação; fora FÍSICA I | SEMANA 09 INTENSIVO ESA + EEAR 2 13 (EEAR 2011) Um elemento dissipador de calor tem a função de manter a temperatura de um componente, com o qual esteja em contato, constante. Considerando apenas a temperatura do componente (TC), do dissipador (TD) e do meio (TM), assinale a alternativa correta quanto aos valores de temperatura TC, TD e TM ideais para que o � uxo de calor sempre ocorra do componente, passando pelo dissipador até o meio. Obs.: Considere que o calor especí� co não muda com a temperatura e que o componente esteja envolto totalmente pelo dissipador e este totalmente pelo meio. a) TD < TM < TC b) TC < TD < TM c) TC < TM < TD d) TM < TD < TC 14 (EEAR 2012) Calorímetros são recipientes termicamente isolados utilizados para estudar a troca de calor entre corpos. Em um calorímetro, em equilíbrio térmico com uma amostra de 100 g de água a 40 ºC, é colocado mais 60 g de água a 80 ºC. Sabendo que o sistema atinge uma temperatura de equilíbrio igual a 52 ºC, qual a capacidade térmica, em cal/ºC, deste calorímetro? Dado: calor especí� co da água = 1 cal g ºC⋅ a) 20 b) 40 c) 100 d) 240 15 (EEAR 2013) Em um laboratório de Física, 200g de uma determinada substância, inicialmente sólida, foram analisados e os resultados foram colocados em um grá� co da temperatura em função do calor fornecido à substância, conforme mostrado na � gura a seguir. Admitindo que o experimento ocorreu à pressão normal (1 atm), determine, respectivamente, o valor do calor especí� co no estado sólido, em cal g ºC⋅ e o calor latente de fusão, em cal/g, da substância. a) 0,2 e 95. b) 2,0 e 95. c) 0,5 e 195. d) 0,67 e 195. 16 (EEAR 2014) Considere dois corpos de mesmo material que ao absorverem a mesma quantidade de calor apresentam diferentes variações de temperatura. Esse fato pode ser explicado, corretamente, pelo conceito de a) calor latente. b) ponto de fusão. c) calor especí� co. d) capacidade térmica ou calorí� ca. 08 (EEAR 2008) A � gura abaixo representa uma câmara cujo interior é isolado termicamente do meio externo. Sabendo- se que a temperatura do corpo C é maior que a do corpo B, e que a temperatura do corpo A é maior que dos corpos B e C, a alternativa que melhor representa o � uxo de calor trocado entre os corpos, em relação a B, nessa situação é: a) b) c) d) 09 (EEAR 2009) Das alternativas a seguir, aquela que explica corretamente as brisas marítimas é: a) o calor especí� co da água é maior que o da terra. b) o ar é mais rarefeito nas regiões litorâneas facilitando a convecção. c) o movimento da Terra produz uma força que move o ar nas regiões litorâneas. d) há grande diferença entre os valores da aceleração da gravidade no solo e na superfície do mar. 10 (EEAR 2010) As trocas de energia térmica envolvem processos de transferências de calor. Das alternativas a seguir, assinale a única que não se trata de um processo de transferência de calor. a) ebulição. b) radiação. c) condução. d) convecção. 11 (EEAR 2011) O processo de vaporização é a passagem de uma substância da fase líquida para a fase gasosa, e, de acordo com a maneira que ocorre, existem três tipos de vaporização: a) Evaporação, ebulição e calefação. b) Sublimação, ebulição e evaporação. c) Condensação, sublimação e ebulição. d) Convecção, sublimação e evaporação. 12 (EEAR 2011) Os satélites arti� ciais, em geral, utilizam a energia solar para recarregar suas baterias. Porém, a energia solar também produz aquecimento no satélite. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase: “Considerando um satélite em órbita, acima da atmosfera, o Sol aquece este satélite por meio do processo de transmissão de calor chamado de ______________.” a) condução b) irradiação c) convecção d) evaporação FÍSICA I | SEMANA 09 INTENSIVO ESA + EEAR 3 20 (EEAR 2016) Um indivíduo, na praia, tem gelo (água no estado sólido) a -6 ºC para conservar um medicamento que deve permanecer a aproximadamente 0 ºC. Não dispondo de um termômetro, teve que criar uma nova maneira para controlar a temperatura. Das opções abaixo, a que apresenta maior precisão para a manutenção da temperatura esperada, é a) utilizar pouco gelo em contato com o medicamento. b) colocar o gelo a uma certa distância do medicamento. c) aproximar e afastar o gelo do medicamento com determinada frequência. d) deixar o gelo começar a derreter antes de colocar em contato com o medicamento. 21 (EEAR 2016) Considere um cubo de gelo de massa 1 kg que se encontra à temperatura de -2 ºC. Colocadoao sol, recebe 14 J de calor a cada segundo. Dados o calor especí� co do gelo igual a 0,5 cal/g⋅ºC e 1 cal igual a 4,2 J. Quantos minutos o gelo deverá � car ao sol para começar a se fundir? a) 0,005 b) 0,5 c) 5 d) 50 22 (EEAR 2017) Um buffet foi contratado para servir 100 convidados em um evento. Dentre os itens do cardápio constava água a 10 ºC. Sabendo que o buffet tinha em seu estoque 30 litros de água a 25 ºC, determine a quantidade de gelo, em quilogramas, a 0 ºC, necessário para obter água à temperatura de 10 ºC. Considere que a água e o gelo estão em um sistema isolado. Dados: Densidade da água = 1 g/cm3; Calor especí� co da água = 1 cal/g⋅ºC; Calor de fusão do gelo = 80 cal/g⋅ºC; e Calor especí� co do gelo = 0,5 cal/g⋅ºC a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 23 (EEAR 2017) Um estudante irá realizar um experimento de física e precisará de 500 g de água a 0 ºC. Acontece que ele tem disponível somente um bloco de gelo de massa igual a 500 g e terá que transformá-lo em água. Considerando o sistema isolado, a quantidade de calor, em cal, necessária para que o gelo derreta será: Dados: calor de fusão do gelo = 80 cal/g⋅ºC a) 40 b) 400 c) 4000 d) 40000 24 (EEAR 2017) Em uma panela foi adicionada uma massa de água de 200 g a temperatura de 25 °C. Para transformar essa massa de água totalmente em vapor a 100 °C, qual deve ser a quantidade total de calor fornecida, em calorias? (Considere: calor especí� co da água c = 1cal/g⋅°C e calor latente de vaporização da água L = 540 cal/g). a) 1500 b) 20000 c) 100000 d) 123000 17 (EEAR 2013) Um sistema armazena 500 litros de água a 20 ºC, na pressão ambiente. Para esse sistema atingir a temperatura de 80 ºC, na pressão ambiente, deverá ser transmitido ao mesmo, a quantidade de calor de __________ cal. Considere: Calor especí� co da água = 1 cal/g⋅ºC Densidade da água = 1 g/cm a) 30 ⋅ 103 b) 30 ⋅ 106 c) 40 ⋅ 103 d) 40 ⋅ 106 18 (EEAR 2014) Um objeto homogêneo de 1000 gramas absorve uma certa quantidade de calor de acordo com o grá� co temperatura (T) em função da quantidade de calor (Q). O calor especí� co, em cal/g⋅°C, desse objeto é de a) 0,04 b) 25 c) 20 d) 1 19 (EEAR 2015) O grá� co a seguir relaciona a variação de temperatura (T) para um mesmo calor absorvido (Q) por dois líquidos A e B diferentes. Considerando: Massa de A = mA; Massa de B = mB; Calor especí� co de A = cA; Calor especí� co de B = cB. Pode-se dizer que A A B B m c m c é igual a a) 1/3. b) 1/2. c) 2. d) 3. FÍSICA I | SEMANA 09 INTENSIVO ESA + EEAR 4 28 (EEAR 2020) Um sistema de arrefecimento deve manter a temperatura do motor de um carro em um valor adequado para o bom funcionamento do mesmo. Em um desses sistemas é utilizado um líquido de densidade igual a 103 kg/m3 e calor especí� co igual a 4200 J/kg⋅°C. Durante a troca de calor, o volume do líquido em contato com o motor é de 0,4 × 10-3 m3, a cada segundo, e a temperatura inicial e � nal do líquido é, respectivamente, igual a 80 °C e 95 °C. Considerando que esse volume de líquido está em repouso durante a troca de calor, a potência fornecida à água, em W, é a) 42000 b) 25200 c) 4200 d) 2520 29 (EEAR 2020) Em regiões mais frias, é usual utilizar o parâmetro “Sensação Térmica” para de� nir a temperatura percebida pelas pessoas. A exposição da pele ao vento é uma das variáveis que compõem esse parâmetro. Se durante essa exposição, a camada de ar em contato com a pele é constantemente renovada por outra com uma temperatura menor do que a pele, pode-se a� rmar corretamente que a) não há troca de calor entre a pele e a camada de ar. b) há troca constante de calor da camada de ar para a pele. c) há troca constante de calor da pele para a camada de ar. d) há troca constante de calor da pele para camada de ar e vice- versa. 30 (EEAR 2020) Em um recente trabalho, os pesquisadores de uma instituição concluíram que 500 mL do total de água pura utilizada durante o processo de fabricação de um copo plástico são “perdidos” devido a mudança do estado líquido para o estado de vapor a 100 °C. Em termos de energia, essa quantidade de água pura “perdida” equivale, em calorias, a ____. Considere: 1. que a água pura, antes de entrar no processo de fabricação, está a 25 °C; 2. calor especí� co da água pura igual a 1 cal/g⋅°C; 3. calor latente de vaporização da água pura igual a 540 cal/g; e 4. a densidade da água pura igual a 1 g/cm³. a) 270 b) 307,5 c) 270000 d) 307500 GABARITO 01. D 02. A 03. D 04. D 05. C 06. B 07. D 08. D 09. A 10. A 11. A 12. B 13. C 14. B 15. A 16. D 17. B 18. A 19. A 20. D 21. C 22. D 23. D 24. D 25. D 26. A 27. B 28. B 29. C 30. D 25 (EEAR 2018) Um corpo absorve calor de uma fonte a uma taxa constante de 30 cal/min e sua temperatura (T) muda em função do tempo (t) de acordo com o grá� co a seguir. A capacidade térmica (ou calorí� ca), em cal/°C, desse corpo, no intervalo descrito pelo grá� co, é igual a a) 1 b) 3 c) 10 d) 30 26 (EEAR 2019) Duas porções de líquidos A e B, de substâncias diferentes, mas de mesma massa, apresentam valores de calor especí� co respectivamente iguais a 0,58 cal/g⋅ºC e 1,0 cal/g⋅ºC. Se ambas receberem a mesma quantidade de calor sem, contudo, sofrerem mudanças de estado físico, podemos a� rmar corretamente que: a) a porção do líquido A sofrerá maior variação de temperatura do que a porção do líquido B. b) a porção do líquido B sofrerá maior variação de temperatura do que a porção do líquido A. c) as duas porções, dos líquidos A e B, sofrerão a mesma variação de temperatura. d) as duas porções, dos líquidos A e B, não sofrerão nenhuma variação de temperatura. 27 (EEAR 2019) A � gura a seguir mostra a curva de aquecimento de uma amostra de 200 g de uma substância hipotética, inicialmente a 15 °C, no estado sólido, em função da quantidade de calor que esta recebe. Determine o valor aproximado do calor latente de vaporização da substância, em cal/g. a) 10 b) 20 c) 30 d) 40