Resolva esta lista de exercícios sobre equilíbrio térmico e trocas de calor. Ela te ajudará a testar sua compreensão sobre esses conceitos.Publicado por: Rafael Helerbrock em Exercícios de Física Show
Questão 1 Em uma xícara contendo 150 ml de chá a 70 ºC, adiciona-se 50 ml de água a 10 ºC. Considerando que a xícara tenha capacidade térmica desprezível e que não ocorrem trocas de calor entre o líquido e o ar, determine a temperatura de equilíbrio do sistema. Dados: calor específico da água e do chá: c = 1,0 cal/gºC densidade da água e do chá: d = 1g/ml a) 45 ºC b) 55 ºC c) 75 ºC d) 60 ºC e) 25 ºC ver resposta Questão 2 Em relação ao fenômeno do equilíbrio térmico, assinale a alternativa incorreta: a) O calor flui dos corpos mais quentes em direção aos corpos de menor temperatura. b) O equilíbrio térmico é atingido quando dois ou mais corpos encontram-se a mesma temperatura. c) O calor flui espontaneamente entre corpos com diferentes temperaturas. d) O equilíbrio térmico é atingido quando dois ou mais corpos recebem a mesma quantidade de calor. e) Chamamos de equilíbrio térmico a situação em que um corpo não realiza mais trocas de calor, uma vez que sua temperatura é exatamente igual à de suas vizinhanças. ver resposta Questão 3 Um cubo de gelo de 10 g a 0 ºC é colocado em um copo com 200 g de água a 25 ºC. Determine a temperatura de água imediatamente após o derretimento do cubo de gelo. Dados: calor específico da água: c = 1,0 cal/gºC calor latente de fusão do gelo: L = 80 cal/g a) 22 ºC b) 24 ºC c) 21 ºC d) 19 ºC e) 15 ºC ver resposta Questão 4 Qual é a massa de gelo necessária para resfriar uma porção de meio litro de água (500 g) a 50 ºC até a temperatura de 20 ºC? Dados: calor específico da água: c = 1,0 cal/gºC calor específico do gelo: c = 0,5 cal/gºC calor latente de fusão do gelo: L = 80 cal/g a) 175,0 g b) 325,0 g c) 400,0 g d) 216,5 g e) 166,6 g ver resposta RespostasResposta Questão 1 Letra B Resolução: Para resolvermos esse exercício, é necessário entendermos que toda a quantidade de calor que é transferida pelo chá quente é absorvida pela água gelada. Também precisamos lembrar-nos da fórmula de calor sensível (Q = mcΔT), confira o cálculo a ser realizado: Após somarmos as duas quantidades de calor cedido e recebido, igualando-as a zero, atribuímos os valores de massa, calor específico e temperatura inicial tanto para a porção de água quanto para o chá. As massas de água e de chá foram determinadas com base na informação fornecida pelo enunciado, que afirma que a densidade de água é de 1 g por ml. Após fazermos o cálculo corretamente, encontramos uma temperatura de equilíbrio de 55 ºC, desse modo, a alternativa correta é a letra B. voltar a questão Resposta Questão 2 Letra D Resolução: A alternativa que contém uma afirmação incorreta é a de letra D. De acordo com ela, o equilíbrio térmico é atingido quando dois ou mais corpos recebem a mesma quantidade de calor, no entanto, essa não é a definição de equilíbrio térmico. Dois corpos de diferentes massas, por exemplo, devem receber diferentes quantidades de calor, a fim de terem sua temperatura variada na mesma magnitude. voltar a questão Resposta Questão 3 Letra C Resolução: Para resolver o exercício, é necessário compreender que a água transfere calor para o gelo, que o absorve, derretendo consequentemente. Desse modo, o calor cedido pela água, que é calor sensível, é absorvido pelo gelo em forma de calor latente. Vamos aos cálculos: Usando os dados do exercício e as fórmulas de calor sensível e latente, foi possível determinar que a temperatura de equilíbrio do sistema água e gelo foi de 21 ºC ao fim do processo de derretimento (fusão) do gelo. voltar a questão Resposta Questão 4 Letra E Resolução Para resolvermos esse exercício, somamos a quantidade de calor latente absorvida pelo gelo (Q = mL) com a quantidade de calor sensível que o gelo derretido precisou receber para atingir a temperatura de 20 ºC (Q = mcΔT), indicando que essa quantidade é igual à de calor que foi cedido pela porção de 500 g de água, inicialmente a 50 ºC. Substituindo os dados do exercício e fazendo o cálculo seguinte, encontramos que a massa de gelo necessária para resfriar a água até 20 ºC é de 166,66 g. Confira: voltar a questão Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas Quando a temperatura de dois corpos é igual podemos afirmar que?Equilíbrio térmico é a situação na qual dois ou mais corpos passam a apresentar a mesma temperatura após a transferência de calor. Quando os corpos da figura estiverem na mesma temperatura, eles estarão em equilíbrio térmico.
Como podemos saber se os dois corpos estão na mesma temperatura?Resposta. Pessoal, a melhor maneira de determinar o equilíbrio térmico é usar um terceiro corpo que irá funcionar como um termômetro. Se cada corpo estiver em equilíbrio térmico com o terceiro, então eles estarão em equlibrio térmico entre si.
O que ocorre quando dois corpos apresentam temperaturas diferentes?A troca de calor acontece quando dois ou mais corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato em um mesmo ambiente (sistema isolado) e, depois de certo tempo, alcançam o equilíbrio térmico. O sistema isolado referido acima é mais conhecido como calorímetro.
Quando dois corpos de materiais diferentes estão em equilíbrio térmico podemos afirmar que?Quando dois corpos estão em equilíbrio térmico, ambos possuem a mesma temperatura.
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