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Exercícios propostos Capítulo

Testes propostosMenuResumo do capítulo 1Os fundamentos da Física • Volume 2

5Mudanças de fase

O sinal negativo indica que essa quantidade de calor é perdida.

Exercícios propostos 2Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 5

1 min–––– 100 cal

CQC11300
CQC22100

c)Os calores específicos valem:

m115

c C

Exercícios propostos 3Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 5

Gelo a 0 °C

0 °CMetal Água líquida

Calor cedido

Calor recebido FusãoGelo mc θi θf ∆θ Metal80 g0,03 cal/g °C200 °C0 °C 200 °C

mc (cal/g °C)θiθf∆θ Metal500 g0,40270 °C100 °C 170 °C

VaporizaçãoxLV 540 cal/g

100 Vaporização

Metal

P.90Vamos supor que a temperatura de equilíbrio seja θ 0 °C, isto é, o gelo se derrete completamente e a água proveniente do gelo seja aquecida até θ.

Exercícios propostos 4Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 5 mc θi θf ∆θ RecipienteC 30 cal/°C60 °Cθθ 60

Fusão do gelo10 gLF 80 cal/g Água10 g1 cal/g °C0 °Cθθ

P.91Para que só reste água a 0 °C no equilíbrio térmico, a quantidade de calor que a água cede, ao se resfriar de θ até 0 °C (∆θ 0 θ), deve ser igual, em módulo, à quantidade de calor que o gelo deve receber para sua fusão completa.

Fusão10 gLF 80 cal/g

não fornece quantidade de calor suficiente para derreter todo o gelo. b)Como a água fornece apenas metade da quantidade de calor total para derreter todo o gelo, derrete-se apenas metade do gelo existente:

Exercícios propostos 5Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 5

Gelo500 g0,50 10 °C0 °C10 °C

Fusão500 gLF 80 cal/g Água do gelo50 g1,0 °C50 °C50 °C

CondensaçãoxLC 540 cal/g Água do vaporx1,0100 °C50 °C 50 °C

Calor ímetro

Condensação

Gelo

Água do vapor

Água do gelo

Fusão Tempo

Exercícios propostos 6Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 5

0,56 (56%)

P.96a)A fusão do gelo ocorre a 0 °C, temperatura que se mantém constante durante o b)A vaporização da água ocorre a 100 °C, temperatura que se mantém constante durante o processo. Pela análise do gráfico, verifica-se que a vaporização ocorre

Exercícios propostos 7Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 5

Ocorrendo a vaporização (LV 540 cal/g), temos:

correspondente ao ponto D, quando a temperatura começa a diminuir. O trecho AB corresponde ao aquecimento da substância no estado sólido. Portanto, a substância está totalmente sólida no intervalo de 0 a 5 minutos. b)O trecho BC corresponde à fusão da substância (sólida) que ocorre à temperatura de 60 °C, com ganho de calor (recebido do aquecedor). O trecho EF corresponde à solidificação da substância (líquida) que também ocorre à temperatura de 60 °C com perda de calor para o ambiente.

b)Calor recebido pela água em 2,7 min (3,7 min 1 min)

16.0 cal—— 1 min

Temperatura inicial: θ0 20 °C Tempo de aquecimento: ∆t 2,0 min

Potência da fonte: 4.0 cal/min Quantidade de calor recebida:

1,0 min →4.0 cal

Exercícios propostos 8Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 5

O álcool se aqueceria mais porque tem menor calor específico.

3 4 42.400 16 7.200 313 7.200PotPotxx x x

Exercícios propostos 9Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 5

A quantidade de calor máxima (em módulo) que o calorímetro e a água podem fornecer, indo até 0° C (∆θ 20 °C), vale:

Para se derreter completamente, o gelo deve receber a seguinte quantidade de calor:

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