Atividades
de verificação – 2º ano
2º
bimestre
1- Uma
peça de metal (calor específico cm = 0,040 cal/g.ºC) de massa 750
gramas está à temperatura de 150 ºC. A peça é então colocada em 360 gramas de
água (calor específico ca = 1,0 cal/g.ºC) a 20 ºC. Admitindo que não
haja perdas de calor a considerar, qual a temperatura final de equilíbrio térmico?
2- Qual
é a quantidade de calor necessária para transformar 50 gramas de gelo a -20 ºC
em água a 40 ºC, conhecendo o calor específico do gelo (0,50 cal/g.ºC), o calor
específico da água (1,0 cal/g.ºC) e o calor latente de fusão do gelo (80
cal/g)?
3- Ao
chegar à tarde em casa, após um intenso dia na escola, Zezinho resolveu
preparar uma refrescante limonada. Num copo de capacidade térmica desprezível, colocou
200 gramas de limonada a 20 ºC e certa massa de gelo a 0 ºC. Desprezando as
trocas de calor com o meio e sabendo que, no equilíbrio térmico há ainda 10
gramas de gelo flutuando no líquido, determine a massa m inicial de gelo
utilizada por Zezinho. São dados: calor específico da limonada = 1,0 cal/g.ºC e
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g.
4- Qual
seria a temperatura final de equilíbrio se Zezinho tivesse preparado uma
segunda limonada com 425 gramas de líquido a 20 ºC e 250 gramas de gelo a -20 ºC?
Sabe-se que o calor específico do gelo é 0,50 cal/g.ºC; o da limonada é 1,0
cal/g.ºC e o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g.
Deus
seja louvado!
5 comentários:
Resolução
Tomar θ = t = Temperatura
1- Q1 = m. cm . ∆θm → 750 . 0,040 . (150 – θ) → Q1 = - 30θ + 4500
Q 2 = m . ca . ∆θa → 360 . 1 (θ – 20) → Q2 = 360θ – 7200
Q1 = Q2 → - 30θ + 4500 = 360θ – 7200 → 4500 + 7200 = 360θ + 30θ → 11700 = 390θ
→ θ = 11700/390 → θ = 30 °C
________________________________________________________________
2- Q1 = m. cg . ∆θ → 50 . 0,50 . 20 → Q1 = 500 cal
Q2 = m. Lf → 50 . 80 → Q2 = 4000 cal
Q3 = m. ca . ∆θ → 50 . 1,0 . 40 → Q3 = 2000 cal
Q = Q1 + Q2 + Q3 → 500 + 4000 + 2000 → Q = 6500 cal
_______________________________________________________________
3- Q1 = ma . ca . ∆θ → 200 . 1,0 . (-20) → Q1 = -4000 cal
Q2 = mg . Lf → (m – 10) . 80 → Q2 = 80m - 800
Q1 + Q2 = 0 → -4000 + 80m – 800 = 0 → 80m = 4800 → m = 60 g
________________________________________________________________
4- Q1 = mg . cg . ∆θ → 250 . 0,50 . 20 → Q1 = 2500 cal
Q2 = mg . Lf → 250 . 80 → Q2 = 20000 cal
Q3 = ma . ca . ∆θ → 425 . 1,0 . (-20) → Q3 = -8500 cal
Para derreter o gelo por completo até obter água a 0 °C é necessário fornecer 22500 calorias, a quantidade de calor de Q1 e Q2 juntos: Q = Q1 + Q2 → 2500 + 20000 → Q = 22500 cal. Por outro lado a água só pode fornecer ao gelo 8500 calorias. Portanto a quantidade de calor que a água pode fornecer ao gelo não é suficiente para derretê-lo por completo. Concluímos assim que a temperatura final é θf = 0 °C.
parabéns pelo grande professor que vc é...
amo suas aulas...
Muiito interesssante josenilson..parabéns pelo seu blog..
Super me ajudaram nessa matéria ...
Postar um comentário