A famosa experiência de Joule, na qual o mesmo determina o Equivalente Mecânico do Calor (1 cal = 4,1868 J), está representada na figura abaixo.

(Recorte adaptado de http://ceticismo.net/ciencia-tecnologia/a-termodinamica/8/)

Considerando que Joule deixou cair por 10 (dez) vezes o corpo de massa m de uma altura de 20 cm, num local onde a aceleração da gravidade vale 10m/s² e que os 500 g de água contidos no recipiente absorvem apenas 80% da energia total oriunda das quedas, o valor de m, em kg, sabendo que em todo o processo a água aqueceu de 0,08 ºC, vale:

Considere o calor específico da água: c = 4 J/gºC.

Para aplicarmos o princípio das trocas de calor, um professor no laboratório de Física do IFPA deu a seguinte orientação: Separem num béquer 1 kg de água e aqueçam até 80ºC. Em seguida separem 500g de água na temperatura ambiente e derramem no béquer. Nesse caso, considerando a temperatura ambiente 20ºC, o calor específico da água 1 cal/g.ºC e a capacidade térmica do béquer desprezível, obtemos 1,5kg de água a:

No laboratório de Física do IFPA, um professor, para demonstrar os processos de transmissão de calor, fez a seguinte experiência: Segurou um tubo de ensaio cheio de água fria, pela parte do fundo, mantendo-o de forma inclinada. Aqueceu a parte superior do tubo em uma chama até que a água começou a ferver. O curioso foi o fato que, ainda assim, ele pode segurar o fundo do tubo sem queimá-lo. Analisando a experiência, ela comprova que:

Fazendo uso dos conceitos de calor, temperatura e energia interna, analise as proposições a seguir:

(01) Um corpo que possui temperatura igual a 0 °C tem energia interna nula, uma vez que a energia interna de um corpo está diretamente ligada com sua temperatura.

(02) Considerando uma barra metálica que tem suas extremidades em temperaturas diferentes, a extremidade submetida à maior temperatura contém mais calor do que a outra.

(04) Todo corpo que apresenta uma temperatura diferente de 0 °C possui calor.

(08) Calor é a energia armazenada em um corpo.

(16) Dois cubos de mesmo material e de massas diferentes, após ficarem um longo tempo em uma caldeira a 200 °C, são retirados desta e imediatamente colocados em contato um com o outro. Logo em seguida, pode-se afirmar que o calor contido no cubo de maior massa passa para o cubo de menor massa.

(32) Um termômetro em equilíbrio térmico com o ambiente é colocado em água a uma temperatura mais elevada que a temperatura ambiente. Logo, a energia interna do termômetro aumentará.

Qual é a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S)?

Em um recipiente de plástico, há 2,0 litros de água à temperatura T_Q = 90 °C. Um estudante deseja obter água à temperatura T = 45 °C. Quantos litros de água, à temperatura T_F = 30 °C, serão necessários misturar à água do recipiente de modo a obter água à temperatura desejada? Considere que há troca de calor apenas entre os volumes de água.

Quando a temperatura ambiente torna-se suficientemente baixa, as águas dos lagos, dos rios e dos oceanos congelam a partir da superfície. Assim, abaixo dessa camada superficial de gelo, a água permanece na fase líquida. Isso permitiu, em uma era glacial primitiva, a sobrevivência, no seio dessa água líquida, de seres unicelulares que, evolutivamente, originaram todas as espécies vivas.

São listadas, a seguir, três propriedades da água:

( ) tem uma dilatação anômala entre 0 °C e 4°C;

( ) tem um calor específico muito elevado;

( ) é má condutora de calor.

Assinale R para a propriedade que é relevante para explicar esse comportamento da substância água descrito acima e N para a propriedade que não é relevante.

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 

 Uma substância pura apresenta as seguintes características: 

− calor específico no estado líquido = 0,40 cal/g °C; 

− temperatura de fusão = 10 °C; 

− temperatura de ebulição = 70 °C; 

− calor latente de vaporização = 80 cal/g. 

Num frasco de capacidade térmica desprezível são colocados 10 g dessa substância à temperatura ambiente de 20 °C. Até que ocorra a vaporização completa dessa amostra da substância, uma fonte térmica deverá fornecer-lhe energia, em joules, de 

Dado:

1 cal = 4,2 J  

No interior e na capital do Ceará, o chá de erva-cidreira (Melissa oficinalis) é amplamente utilizado por causa das seguintes ações: calmante, diurética e expectorante. Thayla quer fazer um chá para seu irmãozinho, Júnior, que está com muita secreção nos pulmões. Ela dispõe de 200g de gelo a 0 ºC e utilizará, para fazer este chá, um forno micro-ondas que tem uma potência máxima de 700 W. Para fazer os cálculos, considere as seguintes informações:
• Thayla e Júnior moram em Fortaleza (nível do mar); • O calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g; • O calor específico da água é de 1 cal/g ºC; • 1 cal equivale, aproximadamente, a 4 joules.
Considerando que Thayla vai usar este micro-ondas sempre na potência máxima, o tempo necessário para a água entrar em ebulição é, aproximadamente, de

Em um calorímetro ideal, são colocados 100g de gelo a 0ºC e 100g de água a 50ºC que entram em equilíbrio térmico. Em seguida, é inserida no calorímetro uma massa M de alumínio a uma temperatura de 110ºC. A temperatura final de equilíbrio é 10ºC.

Considere:

 Calor específico da água = 1,0 cal / g^oC.  Calor específico do alumínio = 0,20 cal/ g^oC.  Calor latente de fusão do gelo = 80 cal / g.

O valor de M é

Considere que em um experimento realizado em um laboratório de ciências, um estudante utiliza duas peças distintas metálicas, uma de alumínio e outra de ferro. Ele percebe que, ao fornecer a mesma quantidade de calor para ambas as peças, elas apresentam a mesma variação de temperatura.

Isso se deve ao fato, principalmente, de que:

Aquecedores solares são empregados no fornecimento de água quente residencial. Em dias muito ensolarados, eles podem elevar a temperatura da água até 80^oC, temperatura imprópria para banho. Por isso, nas residências que fazem uso desse sistema de aquecimento, é preciso misturar água aquecida com água fria, proveniente da caixa d’água. Considerando a temperatura ideal da água para um banho igual a 30^oC, a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria a 20^oC, para obter água na temperatura ideal de banho, é 

O estudo do calor e de suas transformações em energia mecânica é chamado de termodinâmica, que significa “movimento do calor”. A ciência da termodinâmica foi desenvolvida no início do século XIX, antes que a teoria atômica e molecular da matéria fosse compreendida.

P. Hewitt. Física Conceitual. 9.ª edição (com adaptações).

A respeito da termodinâmica, assinale a alternativa correta.

São feitas, a seguir, três afirmativas que dizem respeito aos modos de propagação do calor. Assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa. ( ) Para dificultar as trocas de calor entre seus corpos e o meio ambiente, os árabes que vivem nos desertos usam roupas claras, folgadas, de lã ou flanela. Essas roupas os protegem tanto de dia, sob sol intenso, quanto à noite. ( ) Se em uma noite de verão, você acende a lâmpada de incandescência de um abajur e se senta embaixo dela para ler o jornal, logo percebe uma elevação de temperatura. Isso ocorre porque há transferência de calor da lâmpada para você por convecção. ( ) Quando em uma região a chegada de uma frente fria torna a temperatura do ar ambiente muito baixa, os lagos dessa região se congelam apenas nas camadas superficiais. Isto porque, quando a temperatura das camadas mais superficiais da água se torna menor que 4ºC, elas ficam menos densas. Assim, a água das camadas mais profundas só podem ceder calor ao ar ambiente por condução e tanto a água quanto o gelo são maus condutores. As afirmativas são, respectivamente,

Deseja-se fundir uma pedra de gelo, inicialmente a –20ºC, utilizando uma fonte térmica que lhe fornece calor com uma potência constante. Até que todo o gelo se funda decorrem 36 minutos. O calor específico do gelo é 0,50 cal/g ºC e o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g.
A fusão durou

Num recipiente em que se encontram 500 g de um certo líquido a 90°C foi colocado um objeto de massa 200 g a uma temperatura de 30°C. Se o equilíbrio térmico ocorreu a 60°C, então a razão entre o calor específico da substância que constitui esse corpo e o calor específico do líquido é igual a:

Sabendo-se que o calor de fusão do gelo é igual a 80 cal/g, que o calor de vaporização da água é igual a 540 cal/g, que o calor específico do vapor da água é igual a 0,50 cal/g e que o calor específico da água líquida é igual a 1 cal/g ºC, é correto afirmar que a quantidade de calor necessária para transformar 30 g de gelo a 0 ºC em vapor d’água a 150 ºC é