Hidrelétricas, termelétricas e usinas nucleares são os tipos de usinas elétricas mais comuns no Brasil, são elas que geram a energia necessária para não nos deixar na escuridão completa. Todas as três funcionam de forma similar, precisando de um impulso (que varia entre as três), que gira uma grande turbina, acoplada a um ímã, que, em seguida, gera energia por meio de um gerador, ou bobina. O que diferencia todas é justamente o tipo de impulso feito à turbina. Uma usina do tipo termelétrica usa o calor da queima do carvão (ou outro combustível fóssil) para gerar energia. Este calor liberado aquece água no estado líquido que, por sua vez, transforma-se em vapor que movimenta a turbina. Este tipo de produção consiste na transformação de energia térmica em elétrica. Os impactos ambientais deste tipo de usina são muito grandes, o rendimento é baixo e o custo para produção deste tipo de energia é alto. A queima do combustível fóssil liberado na atmosfera contribuiu para, além da chuva ácida, o aumento do aquecimento global.

A queima do bagaço da cana-de-açúcar plantada em grandes áreas do estado de São Paulo aquece as caldeiras de usinas termoelétricas. Uma dessas usinas, ao queimar 40 kg de bagaço por segundo, gera 20 kWh de energia elétrica por segundo. Adotando o poder calorífico da queima do bagaço em 1800 kcal/kg, pode-se dizer corretamente que a usina em questão opera com rendimento de:

Dado: 1 cal = 4 J

 Um experimento para medir o calor específico da água utiliza o seguinte material:

Um copo de alumínio recoberto externamente por isopor, uma resistência elétrica (para fornecer o calor), uma fonte de corrente com leitura de tensão e corrente, um termômetro e um cronômetro digital.

Numa primeira experiência, utilizando 50 gramas de água, o técnico do laboratório encontrou, para o calor específico da água 4,30 J/(g ⁰C).

Num segundo experimento, desta vez utilizando 100 gramas de água, encontrou 4,24 J/(g ⁰C).

A hipótese feita pelo técnico é de que o copo de alumínio não é ideal, pois tem uma capacidade térmica que não é desprezível. Escolha a opção que melhor estima a capacidade térmica do copo de alumínio utilizado nos experimentos, sabendo que o calor específico da água é 4,18 J/(g ⁰C). Despreze a possibilidade de trocas de calor com o ambiente:  

O líquido contido por um recipiente de volume V está na iminência de transbordar quando sua temperatura é de 15° C. Aquecendo-se o conjunto a 30° C, transborda uma quantidade X desse líquido. Medindo o volume transbordado pode-se obter a seguinte informação:

Em um calorímetro à temperatura ambiente de 30 °C, de capacidade térmica 40 cal/°C, são misturados 20 gramas de gelo a −20 °C, 50 gramas de água a 25 °C e 10 gramas de vapor de água a 120 °C. Estabelecido o equilíbrio térmico, admitindo que não haja perda de calor para o ambiente, a temperatura final da mistura, em °C, é de aproximadamente 
Dados: Calor específico do gelo = 0,50 cal/g °C Calor específico da água = 1,0 cal/g °C Calor específico do vapor de água = 0,50 cal/g °C Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g 

Um objeto de alumínio (calor específico: 0,22 cal/g°C) com massa de 15 gramas, exposto ao sol, teve sua temperatura elevada de 15 °C para 50 °C. Assinale a alternativa correspondente à energia térmica absorvida, em Joules (considere 1 caloria = 4,2 Joules), pelo objeto.

Assinale a alternativa que define CORRETAMENTE calor.

Uma amostra de 100 g do material M é utilizada como referência para uma medida de calor específico. Para tal, uma certa quantidade de calor Q é dada para o material M e verifica-se que há uma variação de temperatura de 2 K. Em seguida, uma nova amostra, também de 100 g, de um material N recebe uma quantidade de calor 2Q, o que provoca uma variação de temperatura de 0,5 K.

Considerando que o calor específico da amostra M é de 128 J/(kg.K), qual é o calor específico, em J/(kg.K), da amostra N?

Uma chaleira contendo um litro de água à temperatura de 20 ºC é colocada no fogão para ferver. A temperatura de ebulição da água no local é de 100 ºC. A densidade da água vale 1,0 g/cm3 , e o calor específico vale 1,0 cal.g^-1 ºC^-1 . Cada 1 g de gás é capaz de produzir 10 kcal ao queimar, e a eficiência do uso dessa energia é de 80%.

A quantidade de calor recebida pela água para elevar a temperatura de 20 ºC a 100 ºC e a massa de gás utilizada valem, respectivamente,

Quando um copo com água é colocado no congelador, a superfície da água é a primeira a se solidificar.

Isso acontece porque

Ao se mergulhar um bloco de gelo de 100 g, a temperatura de -10 °C, em 1 kg de água, a uma temperatura de 5 °C, a temperatura final de equilíbrio será igual a

Massas iguais de água e de alumínio recebem exatamente a mesma quantidade de calor.

Qual a razão entre a variação de temperatura do alumínio e a variação de temperatura da água, provocada pelo fornecimento desse calor?

Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g. °C
calor específico do alumínio = 0,2 cal/g. °C

A figura, a seguir, mostra uma panela usada para preparar o café da manhã.

Durante a preparação, meio litro de água à temperatura inicial de 20°C (293 K) é fervido à 100°C (373 K). Considerando o calor específico e a densidade da água iguais a 1 cal/g°C e 1 g/mL, respectivamente, a variação de entropia desse processo termodinâmico é, em cal/°C, de

Se aquecermos uma amostra (no estado sólido) de um sistema constituído por um único tipo de partículas, e anotarmos as temperaturas nas quais ocorrem as mudanças de estado, ao nível do mar, obteremos sempre um gráfico como o abaixo. É claro que, sem dúvida, os valores das temperaturas e dos intervalos de tempo serão diferentes para cada substância aquecida. Observe:



Sobre esse gráfico das mudanças de estado da substância x, foram feitas as seguintes afirmativas:

I. Aos 10 minutos marca-se o início da fusão dessa substância.
II. Durante as mudanças de estado (fusão e ebulição), a temperatura permanece constante, por se tratar de uma substância pura.
III. O gráfico é, sem dúvida, sobre mudança de estado de uma substância pura, pois apresenta dois patamares.
IV. A temperatura ideal de ebulição desta substância é registrada apenas aos 50 minutos.
V. Aos 30 minutos, essa substância está no estado líquido.
VI. Aos 15 minutos, essa substância apresenta-se sob os estados: sólido e líquido.
VII. Aos 55 minutos essa substância está no estado de vapor.
VIII. O gráfico pode ser sobre mudança de estado de uma substância pura, pois não apresenta patamares, mas sim, diferentes variações de temperatura em diferentes intervalos de tempo.

Da análise das afirmativas, conclui-se:

Um jovem brasileiro que passava seis meses na cidade de Toronto, no Canadá, em um programa de intercâmbio estudantil, decide aprender a esquiar. Para tal, comprou equipamentos e roupas a fim de se preparar para o rigoroso inverno da cidade. Dentre os itens, adquiriu uma roupa especial que possui 2,7 m² de área total e 9 mm de espessura. Sabendo que tal roupa foi confeccionada com um material de condutibilidade térmica igual a 6, 0 x 10^–5 cal.s^–1 .cm^–1 . °C^–1 , que a temperatura corporal, no dia da atividade esportiva, era 37°C e a temperatura ambiente era –13 °C, a quantidade de calor, em calorias, conduzida através do tecido durante 5 minutos, nesse dia, foi de

Analise as afirmações abaixo.

Ponto de fusão é a temperatura na qual ocorre a passagem do estado sólido para o líquido, a determinada pressão.

PORQUE

O ponto de fusão não depende da quantidade de material e, sim, do tipo, sendo uma grandeza extensiva.

A esse respeito, conclui-se que

Um calorímetro ideal encontra-se em equilíbrio térmico com uma mistura existente no seu interior, composta de 100 g de gelo a 0 °C e 400 g de água. Que transformação ocorrerá com essa mistura se 10 g de vapor de água, a 100 °C, forem transferidos para o interior do calorímetro?
Considere: (1) o calor específico sensível da água igual a 1,0 cal/g °C; (2) o calor específico latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g e (3) o calor específico latente de vaporização da água igual a 540 cal/g.