Revisão Calor - 2° Ano

Salve, rapaziada

Conforme combinado, segue um resuminho básico da matéria da prova, com alguns exercícios:

1.       Qual a quantidade de calor necessária para aquecer 500 g de água a 20°C até 50°C ?

               Dados: Calor específico sensível da água: c = 1,0 cal/g°c

Resolução:

Como o estado físico da substância não será alterado, todo calor recebido pelo sistema será sensível. Logo:

Q = mc∆Ө                 Q = 500 . 1 . ( 50 – 20 )              Q = 15000 cal

2.       Qual a quantidade de calor necessária para transformar 500 g de gelo a 0°C até 40°C?

               Dados:  Calor específico sensível da água: c = 1,0 cal/g°c                                                  Calor específico latente de fusão do gelo : L_f = 80 cal / g

Resolução:

 Observe a diferença deste exercício em relação ao exercício 1. O estado físico da substância será mudado ( fusão ), e irá de gelo a 0°C para água a 0°C. Posteriormente, a água proveniente da fusão irá de 0°C até 40°C. Assim o calor recebido pelo sistema será:

Q_total = Q_latente + Q_sensível                       Q_{total =} mL + mc∆Ө             Q_{total =} 500 . 80 + 500 . 1 . ( 40 – 0 )             Q_total  =  40000 + 20000              Q_total = 60000 cal ou 60 Kcal

3.       Qual a quantidade de calor necessária para transformar 500 g de gelo a – 20° C em vapor d´água a 110°C ?

Dados : Calor específico sensível do gelo : c = 0,5cal/g°                                                                                                                                                                                   Calor específico sensível da água: c = 1,0 cal/g°c                                                                                                                                                                                     Calor específico latente de fusão do gelo : L_f = 80 cal / g                                                                                                                                                                                   

Calor específico sensível do vapor : c = 0,5 cal/g°C                                                                                                                                                                                  Calor específico latente de vaporização da água : L_v=540 cal / g   

Resolução:

O estado físico da substância será mudado duas vezes: fusão e vaporização. O gelo irá de -20°C até 0°C ( sensivel ). Posteriormente irá de gelo 0°C a água a 0°C ( latente de fusão ). Essa água a 0° C irá até 100°C ( sensível ). Essa água a 100°C irá até vapor d´água até 100°C ( latente de vaporização ). Finalmente, esse vapor d´água irá de 100°C até 110°C. Assim, o calor recebido pelo sistema será :

 Q_total = Q_{sensível(gelo) +}  Q_{latente(fusão)} + Q_{sensível(água) +}  Q_{latente(vaporização)} + Q_{sensível(vapor)}   

 Q_{total =} mc∆Ө_(gelo)  + mL_(fusão) + mc∆Ө_(água) + mL_{(vaporização)} + mc∆Ө_(vapor) 

Q_{total =} 500 . 0,5 . (0 – (-20)) + 500 . 80 + 500 . 1 . ( 100 – 0 ) + 500 . 540 + 500 . 0,5 . ( 110 – 100 )  

Q_total  =  5000 + 40000 + 50000 + 270000 + 2500      

Q_total = 367500 cal ou 367,5 Kcal

4.       Em um recipiente de capacidade térmica desprezível mistura-se dois líquidos, A e B. Utilizando 600 g do líquido A, inicialmente  a 20°C, e 700 g do líquido B, inicialmente a 50°C, obtém-se uma mistura a 30°C. Se o calor específico da substância A é de c = 1,0 cal/g°C, determine o calor específico do líquido A.Admita que não há perda de calor

Resolução:

Como não há perda de calor, todo calor recebido pelo líquido A virá do líquido B. Assim:

Q_recebido + Q_cedido = 0              

mc∆Ө_A +mc∆Ө_B =  0                    

600 . 1 (30 – 20 ) + 700 . c . ( 30 – 50 ) = 0         

6000 – 14000c = 0                                 

6000 = 14000c        

c = 3/7 cal/ g°C

5.        Em um recipiente de capacidade térmica desprezível mistura-se 200 g de gelo a -10°C e 500g de água a 40°C. Qual temperatura de equilíbrio térmico?

               Dados  :  Calor específico sensível do gelo : c = 0,5 cal/g°C                                  Calor específico sensível da água: c = 1,0 cal/g°c                                                                      Calor específico latente de fusão do gelo : L_f = 80 cal / g

Resolução:

               Como não há perda de calor, todo calor recebido pelo gelo virá do líquido . Assim:

               Q_recebido + Q_cedido = 0

               Porém, o calor recebido pelo gelo acontecerá em 3 etapas :  

• Gelo a -20°C virando água a 0°C          
• Gelo a 0°C virando água a 0°C    
• Água a 0° proveniente do gelo, até x° ( temperatura do equilíbrio térmico). Assim:

Q_recebido + Q_cedido = 0       

 [mc∆Ө_(gelo)+ mL_(fusão)+ mc∆Ө_{(água do gelo )} ]+ mc∆Ө_água =  0  

200 . 0,5. (0 – (-10)) + 200 . 80 + 200 . 1 (Ө_f – 0°) + 500 . 1 . (Ө_f  - 40° ) = 0   

1000 + 16000 + 200 Ө_f + 500 Ө_f  - 20000 = 0                                                                                            -3000 + 700 Ө_f = 0

700 Ө_f = 3000       

Ө_{f =} 3000 / 700            Ө_f = 4,28° C

É isso! Depois eu mando uma listinha com mais uns 5 ou 6, só pra treinar. Abraço