LISTA 01 RECUPERAÇÃO 1º BIM

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Professor:
LISTA 1
GREG
RECUPERAÇÃO 1º BIM
SÉRIE: 3º ANO
FÍSICA
Questão 01)
Um sistema isolado contém um cubo de gelo de massa
igual a 115 g, que flutua em 500 g de um líquido.
a) Estando o sistema em equilíbrio térmico a 0 ºC,
3
calcule, em cm , o volume de gelo imerso.
Dados: aresta do cubo de gelo: 5,0cm ;
massa
-3
específica do gelo: 0,92 g.cm ; massa específica do
-3
líquido: 1,15 g.cm
b) Acrescentando-se ao sistema 300 g do mesmo líquido
à temperatura t, observa-se que a temperatura de
equilíbrio da mistura é 10º C. Calcule a temperatura t
do líquido adicionado.
-1
Dados: calor latente de fusão do gelo: 80 cal.g ;
-1
-1
calor específico da água: 1,0 caI.g .ºC ;
calor
-1
-1
específico do líquido: 0,90 caI.g .ºC
Questão 02)
Suponha que em um recipiente metálico de 200g,
termicamente isolado do meio externo e inicialmente a 20
ºC, colocaram-se 360g de água a 60 ºC. Calcule:
a) a temperatura de equilíbrio térmico do sistema água-recipiente, sabendo-se que o calor específico da água
é 1,0 cal/g ºC e o do metal é 0,20 cal/g ºC.
b) o valor máximo da massa de uma pedra de gelo a 0 ºC
que, colocada no recipiente, permita que haja apenas
água quando for restabelecido o equilíbrio térmico do
sistema, sabendo que o calor latente de fusão do gelo
é 80 cal/g.
Questão 03)
Uma bolinha de aço a 120º C é colocada sobre um
pequeno cubo de gelo a 0º C. Em escala linear, o gráfico
que melhor representa a variação, no tempo, das
temperaturas da bolinha de aço e do cubo de gelo, até
alcançarem um estado de equilíbrio, é:
b.
a.
θ (oC)
θ (oC)
120
120
0
0
t(s)
t(s)
c.
d.
θ (oC)
120
θ (oC)
120
0
0
t(s)
t(s)
DATA: 15 / 04 / 2014
Questão 04)
Uma massa de 0,50 kg de água é aquecida em um
recipiente durante 21 s, e sua temperatura aumenta 20ºC.
Sabendo que o calor específico da água é 4,2x10³ J.kg
1
-1
.ºC , ao calcular a potência média de aquecimento
fornecida à massa de água encontra-se o seguinte valor:
a) 2,0x10² W
b) 5,0x10² W
c) 2,0x10³ W
d) 5,0x10³ W
Questão 05)
A temperatura de fusão do cobre é 1 080ºC e seu calor
latente de fusão corresponde a 200 kJ/kg. Se uma moeda
de cobre, à essa temperatura, é totalmente fundida ao
absorver 2 000 J de calor, a massa dessa moeda, em kg,
correponde a
a) 1/1 080.
b) 1/540.
c) 1/108.
d) 1/100.
e) 1/50.
Questão 06)
Uma esfera de chumbo de massa de 250 g está imersa em
um banho de água e em equilíbrio térmico a uma
o
temperatura de 0 C. A esfera é retirada do banho e levada
rapidamente para outro recipiente contendo 250 g de água
o
a 100 C. A temperatura final de equilíbrio será mais
próxima de:
Dados
Substância
chumbo
cobre ferro prata
calor específico
(cal / g °C)
0,03
0,09
0,11
0,05
calor específico da água = 1cal/g°C
a) 100 °C
b) 75 °C
c) 50 °C
d) 25 °C
e) 0 °C
Questão 07)
O calor latente de vaporização de um líquido, a uma dada
temperatura, é a quantidade de calor necessária para
evaporar um grama do líquido a essa temperatura.
Suponha que uma poça com 1 kg de água esteja
espalhada no chão, em uma área de 2/3 de um metro
quadrado, e absorva energia solar a uma potência de 0,62
kW por metro quadrado.
Considere ainda que o calor latente de vaporização da
água à temperatura ambiente seja 2480 J / g. Nessas
condições, a poça secará completamente em exatos:
a) 10 minutos;
b) 100 minutos;
c) 620 minutos;
d) 1.000 minutos;
e) 1.240 minutos.
Questão 08)
Colocam-se dois blocos de borracha sobre um grande
bloco de ferro. O sistema é isolado do resto do universo.
Depois de um longo tempo decorrido, podemos esperar
que
a) a temperatura de cada bloco seja diferente da dos
outros.
b) a temperatura dos blocos de borracha seja maior do
que a do bloco de ferro.
c) os três blocos tenham a mesma temperatura.
d) os blocos de borracha tenham a mesma temperatura,
desde que possuam massas iguais.
e) os blocos de borracha tenham a mesma temperatura,
desde que possuam volumes iguais.
c. T
d. T
TB
TB
TA
TA
t
t
e. T
TB
TA
t
Questão 09)
Os metais usuais, como aqueles utilizados em algumas
próteses ortopédicas, dilatam-se quando aquecidos. Em
novembro de 2004 foi anunciada, na literatura científica, a
descoberta de materiais que se contraem quando
aquecidos.
Suponha que a lei de dilatação de um tal material seja
idêntica à dos metais comuns, exceto pela presença de um
coeficiente de dilatação linear negativo, digamos – α’.
Imagine uma barra sólida de comprimento L, com uma
fração f de seu comprimento constituída pelo novo material
e a fração restante, por um metal comum de coeficiente
linear de dilatação positivo α.
Questão 12)
Usa-se a panela de pressão para cozer alimentos mais
rapidamente. Qual das afirmações explica esse fato?
a) Aumentando a pressão, diminuímos o ponto de
ebulição da água.
b) Aumentando a pressão, diminuímos o volume de
água.
c) Aumentando a pressão, aumentamos o ponto de
ebulição da água. Como conseqüência, menos energia é
absorvida antes de a água entrar em ebulição.
d) Aumentando a pressão, aumentamos o volume de
água.
e) Aumentando a pressão, aumentamos o ponto de
ebulição da água. Como conseqüência, mais energia é
absorvida antes de a água entrar em ebulição.
A fim de que a barra não varie de comprimento sob
variações de temperatura, a fração f deve ser dada por:
a) α’ / (α + α’) .
b) α’ / α.
c) α − α’.
d) α / (α + α’)
e) α / α’.
Questão 13)
Uma fonte de energia (térmica) , de potência constante e
igual a 5 cal/s, fornece calor a uma massa sólida de 80 g.
O gráfico abaixo mostra a variação de temperatura em
função do tempo. O calor específico do corpo no estado
líquido vale em cal/sºC:
Dados:
Q = m ⋅ c ⋅ ∆T
T (oC)
Questão 10)
Uma fonte térmica fornece calor com potência constante.
o
o
Ela aquece 100g de água, de 20 C até 50 C, em 3,0 min.
o
o
Para aquecer 250g de um metal, de 25 C a 40 C, ela gasta
o
45s. Sendo o calor específico da água igual a 1,0cal/g C, o
do metal, nas mesmas unidades, vale
a) 0,50
b) 0,40
c) 0,30
d) 0,20
e) 0,10
Questão 11)
Dois corpos, inicialmente a temperaturas diferentes, são
colocados em contato térmico. Qual o gráfico que melhor
representa a variação de suas temperaturas em função do
tempo?
a. T
b. T
TA
TB
TB
TA
t
200
150
100
50
10
a)
b)
c)
d)
e)
20
30
40
50 60
70 t(s)
0,0125;
0,0250;
0,0200;
0,0400;
0,0500.
Questão 14)
Dizemos que o calor latente de fusão da água é 80 cal/g, e
sua temperatura de fusão é de 0ºC. Isto significa que
a) se fornecermos menos de 80 cal a 1 g de gelo, todo o
gelo continua sólido.
b) 1 g de H2O a 0ºC estará necessariamente na fase
sólida.
t
2
c)
d)
e)
fornecendo 80 cal a 1 g de gelo a 0ºC, sua
temperatura aumenta de 1ºC.
são necessárias 80 cal para derreter totalmente 1 g de
gelo a 0ºC.
1 g de gelo a 0ºC possui 80 cal.
Questão 15)
O calor transferido entre dois corpos pode ser medido na
mesma unidade usada para medir:
a) temperatura Celsius.
b) temperatura absoluta.
c) trabalho.
d) ponto de fusão.
e) potência.
Questão 16)
Dois corpos A e B, ambos à temperatura ambiente, são
colocados simultaneamente no interior de um forno quente.
Eles são retirados no mesmo instante, pouco tempo
depois. Verificou-se que apresentavam a mesma
temperatura. A respeito dos corpos A e B, diante da
observação, é correto afirmar que eles:
a) eram feitos do mesmo material.
b) possuíam a mesma massa.
c) saíram do forno em equilíbrio térmico entre si.
d) possuíam a mesma condutividade térmica.
e) possuíam a mesma densidade.
Questão 17)
A energia que se deve fornecer a 20 g de gelo, inicialmente
a -10°C para que ele se transforme completamente em
líquido a 0°C, em calorias, é:
Dados:
o
Calor específico do gelo = 0,5 cal/g C
Calor latente de fusão = 80 cal/g
2
a) 1,0 . 10
2
b) 9,0 . 10
3
c) 1,4 . 10
3
d) 1,6 . 10
3
e) 1,7 . 10
Questão 18)
Como a maioria das substâncias, a água pode existir como
sólido, líquido, gás e até atingir o estado de plasma. Sobre
os estados físicos da água, julgue as afirmativas.
00. Aquecido, o gelo pode se transformar em água líquida.
Essa mudança ocorre a uma determinada
o
temperatura, normalmente 0 C. Sob pressão normal, a
o
água se mantém líquida até 100 C.
01. O calor necessário para transformar gelo em água
líquida, ou esta em gás, é chamado Calor Latente.
02. No interior das panelas de pressão de uso doméstico,
o alimento é cozido rapidamente porque a alta pressão
permite que a temperatura da água se mantenha
acima do seu ponto de ebulição normal.
03. Quanto maior for a pressão que atua sobre um sólido,
mais baixo será o seu ponto de fusão, e a água não
constitui uma exceção.
04. A água, quando não suficientemente quente para
ferver sob pressão normal, pode entrar em ebulição ao
ser reduzida a pressão ambiente.
05. Quando se aquece um sólido suficientemente, ele vira
líquido; quando se esquenta suficientemente esse
líquido, ele vira gás; quando o gás é aquecido
suficientemente, vira plasma. Em cada uma dessas
passagens, a matéria em Questão ganha energia, de
modo que o quarto estado é o mais energizado de
todos.
Questão 19)
Maxwell, notável físico escocês da segunda metade do
século XIX, inconformado com a possibilidade da morte
térmica do Universo, conseqüência inevitável da Segunda
Lei da Termodinâmica, criou o "demônio de Maxwell", um
ser hipotético capaz de violar essa lei. Essa fictícia criatura
poderia selecionar as moléculas de um gás que
transitassem entre dois compartimentos controlando a
abertura que os divide, como ilustra a figura.
Por causa dessa manipulação diabólica, as moléculas mais
velozes passariam para um compartimento, enquanto as
mais lentas passariam para o outro. Se isso fosse possível,
a) esse sistema nunca entraria em equilíbrio térmico.
b) esse sistema estaria em equilíbrio térmico
permanente.
c) o princípio da conservação da energia seria violado.
d) não haveria troca de calor entre os dois
compartimentos.
e) haveria troca de calor, mas não haveria troca de
energia.
Questão 20)
Dois corpos A e B, de massas iguais, são aquecidos
simultaneamente. O gráfico abaixo representa o
comportamento térmico desses corpos durante o processo
de aquecimento e caracteriza duas retas paralelas:
Q(cal)
B
A
400
200
0 0
20
40
θ ( C)
As relações corretas entre as capacidades térmicas CA e
CB desses corpos e os calores específicos cA e cB das
substâncias que os constituem são:
a) CA = CB e cA = cB
b) CA = 2CB e cA = 2cB
c) CB = 2CA e cB = 2cA
d) CB = 2CA e cB = cA
e) CA = CB e cB = 2cA
3
Questão 21)
Em um recipiente, termicamente isolado e de capacidade
o
térmica desprezível, são colocados 50g de gelo a 0 C e um
o
bloco de 50g de alumínio a 120 C. Sabe-se que os calores
específicos do alumínio, do gelo e da água valem,
o
o
o
respectivamente, 0,2 cal/g C, 0,5 cal/g C e 1 cal/g C e
que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g.
Uma vez atingido o equilíbrio térmico, é correto afirmar
que:
o
a) parte do gelo derreteu e a temperatura é 0 C;
o
b) parte do gelo derreteu e a temperatura é 20 C;
o
c) parte do gelo derreteu e a temperatura é 50 C;
o
d) todo o gelo derreteu e a temperatura é 0 C;
o
e) todo o gelo derreteu e a temperatura é 20 C.
Questão 22)
Marque a opção que apresenta a afirmativa falsa:
a) Uma substância não existe na fase líquida quando
submetida a pressões abaixo daquela de seu ponto
triplo.
b) A sublimação de uma substância é possível se esta
estiver submetida a pressões mais baixas que a de
seu ponto triplo.
c) Uma substância só pode existir na fase líquida se a
temperatura a que estiver submetida for mais elevada
que sua temperatura crítica.
d) Uma substância não sofre condensação a
temperaturas mais elevadas que sua temperatura
crítica.
e) Na Lua, um bloco de gelo pode passar diretamente
para a fase gasosa.
Questão 23)
Uma tigela de alumínio com 180 g de massa contém 90 g
de água a 0°C em equilíbrio térmico. Fornecendo-se calor
igual a 18 kcal ao sistema, eleva-se a temperatura deste a,
iniciando-se a ebulição.
Dados:
Calor específico da água = 1 cal/gº C
Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g
Calor específico do alumínio = 0,2 cal/gº C
Nestas circunstâncias, a massa de água que se vaporiza é:
a) 20 g
b) 5 g
c) 15 g
d) 10 g
e) 25 g
a)
b)
c)
d)
e)
Questão 25)
Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém
200 g de água a 20ºC. Colocam-se 200 g de gelo a 0ºC no
calorímetro. Sem considerar perdas térmicas, ao se atingir
o equilíbrio térmico terá sobrado no calorímetro uma massa
de gelo igual a
Dados: calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g e calor
específico da água líquida: 1 cal/(gºC)
a) 50 g .
b) 80 g .
c) 100 g .
d) 120 g .
e) 150 g .
GABARITO:
1) Gab: a) 100cm
o
b) 65 C
o
3) Gab: D
4) Gab: C
5) Gab: D
6) Gab: A
7) Gab: B
8) Gab: C
9) Gab: D
10) Gab: D
11) Gab: B
12) Gab: E
13) Gab: B
14) Gab: D
15) Gab: C
16) Gab: C
17) Gab: E
18) Gab: VVVFVV
19) Gab: A
20) Gab: A
21) Gab: A
22) Gab: C
23) Gab: D
24) Gab: C
25) Gab: E
θ ( oC)
220
120
150
3
2) Gab: a) 56 C b) 280g
Questão 24)
O gráfico - temperatura () X quantidade de calor total
cedido (Q) - mostra o resfriamento de uma substância de
5,0 g de massa inicialmente no estado líquido.
0
3,0 cal / g ºC e 4,0 cal / g
0,30 cal / g ºC e 4,0 cal / g
0,30 cal / g ºC e 40 cal / g
40 cal / g ºC e 0,30 cal / g
4,0 cal / g ºC e 3,0 cal / g
350 Q(cal)
O calor específico no estado líquido e o calor latente de
fusão dessa substância valem, respectivamente:
4

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