Questões de Concurso

Uma pedra de gelo a 0°C de massa desconhecida foi colocada em um recipiente contendo 100 g de água a 24°C. Considerando que não houve troca de calor com o meio externo e que ao atingir o equilíbrio térmico ainda restaram 40 g de gelo, então a massa de gelo colocada inicialmente no recipiente era de:

(Considere: calor específico da água = 1,0 cal/g°C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g.)

Considere que a intensidade da luz solar incidente seja igual a 500 W/m² e que 60% dessa intensidade seja utilizada para aquecer a água. Considere, ainda, que a área da placa absorvedora seja de 2 m² e que o coeficiente de dilatação linear do material que a compõe seja α = 20 × 10^{-6 º}C^-1 . Considere, por fim, que a água tenha máxima densidade à temperatura de 4 ^o C e que c = j/kg.K seja o calor específico, considerado constante.

Com base nessas informações, julgue os itens subsequentes.

Supondo que, em vez de isolante térmico, haja vácuo entre as paredes interna e externa do coletor, é correto afirmar que não haverá perda de calor pelo fundo da caixa.

Ao fornecer 600 calorias de calor para um corpo, verifica-se, como consequência, uma variação de temperatura igual a 30 ºC. Determine a capacidade térmica desse corpo.

Os estados da matéria representam a forma em que um elemento se encontra a uma determinada temperatura e pressão. São cinco os estados físicos da matéria aceitos pelos cientistas atuais: o sólido, o líquido, o gasoso, o plasma e o condensado de Bose-Einstein. Sobre o estado sólido, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.

I. Os sólidos conservam sua forma, porém não conservam seu volume ao longo do tempo – vide o caso do gelo.

II. A diferença entre os estados físicos está na forma de organização das moléculas, quanto maior a agitação molecular, mais organizada é a estrutura cristalina.

III. Sólidos mantém suas partículas constituintes dispostas em um arranjo interno regularmente ordenado.

IV. O arranjo interno das moléculas ou átomos é chamado retículo cristalino ou estrutura cristalina.

V. A passagem do estado sólido para o estado líquido chama-se fusão e a passagem do estado sólido para o gasoso chama-se sublimação.

Assinale a alternativa que contém as afirmações verdadeiras:

Dois objetos feitos do mesmo material (mármore, por exemplo) possuem capacidades térmicas proporcionais a suas massas. Assim, é conveniente definir uma "capacidade térmica por unidade de massa", ou calor específico (c), que se refere não a um objeto, mas a uma massa unitária do material de que é feito o objeto. Já quando o calor é transferido para uma amostra sólida ou líquida, nem sempre a temperatura da amostra aumenta. Em vez disso, a amostra pode mudar de fase (ou de estado). No caso, a quantidade de energia por unidade de massa que deve ser transferida em forma de calor para que uma amostra mude totalmente de fase é chamada de calor de transformação e é representada pela letra L.
Halliday e Resnick. Fundamentos de Física: gravitação, ondas e termodinâmica. v.2. Rio de Janeiro: LTC,2009 (com adaptações).
A partir do texto acima, assinale a alternativa que apresenta a quantidade de calor que uma amostra de gelo de massa m = 100 g a -10 °C deve absorver para passar ao estado líquido a 20 °C, sendo o calor específico do gelo (c_gelo) igual a 2.220 J/kg.K, o calor específico da água (c_água) igual a 4.190 J/kg.K e o calor de fusão do gelo (L_F) igual a 333 kJ/kg.