res tópicos - cap 3 - (livro 2)

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27Tópico 3 – Calor sensível e calor latente

Tópico 3

1 (Fazu-MG) Tia Anastácia é famosa por sua habilidade na cozinha.

Um de seus pratos mais famosos é o risoto de camarão feito em panela de pedra. Inácia, sobrinha de Tia Anastácia, ao tentar reproduzir o famoso prato, frustou-se, pois, apesar de todos os cuidados e da bela aparência do prato, quando do momento da retirada do fogo, surpreendeu-se com o fato de que, posto à mesa, o arroz acabou por queimar. Ao questionar Tia Anastácia sobre o ocorrido, esta lhe respondeu que o segredo do cozimento dos alimentos em panela de pedra, para que a comida não queime, está no fato de se retirar a panela do fogo um pouco antes que o prato esteja totalmente cozido. Nas palavras de tia Anastácia:

“— A quentura da panela acaba por cozer os alimentos mesmo que ela já não esteja mais no fogo.”

Dentre as afirmações abaixo, qual a que explica corretamente a “quentura” da panela de pedra salientada por tia Anastácia? a) A capacidade térmica da panela de pedra é muito pequena, fazendo com que a temperatura se mantenha elevada por muito tempo. b) A capacidade térmica da panela é grande, permitindo que seu resfriamento se dê com rapidez, passando todo o calor para o alimento, fazendo-o queimar. c) A capacidade térmica da panela é grande, o que significa que, para uma pequena variação de temperatura no resfriamento, a panela irradia grande quantidade de calor, podendo acarretar a queima do alimento. d) A frase de Tia Anastácia é mais uma crendice popular. O fato de a comida ter queimado não está relacionado à panela de pedra, e sim ao tempo excessivo à espera do prato na mesa. e) A pedra, de que é feita a panela, tem a capacidade de reproduzir calor quando estimulada, acabando por queimar o alimento se o estímulo for muito grande.

Resolução: Em razão de ter grande capacidade térmica, esse tipo de panela, ao se resfriar, libera energia térmica, o que poderá acarretar a queima do alimento. É por isso que a panela deve ser retirada do fogo antes de a comida estar no ponto correto.

Resposta: d

2 (Fatec-SP) Na tabela, é possível ler os valores do calor específico de cinco substâncias no estado líquido, e no gráfico é representada a curva de aquecimento de 100 g de uma dessas substâncias.

SubstânciaCalor específico (cal/g °C)

Água1,0 Álcool etílico0,58 Ácido acético0,49 Acetona0,52 Benzeno0,43

Temperatura (°C)

Calorias

A curva de aquecimento representada é a: a) da água. d) da acetona. b) do álcool etílico. e) do benzeno. c) do ácido acético.

Resolução: Equação Fundamental da Calorimetria: Q = m c Δθ 3203,5 = 100 · c · (80 – 5,5) c = 0,43 cal/g °C

Na tabela, observa-se que a substância em questão é o benzeno.

Resposta: e

3 (Vunesp-SP) Um bloco de 600 g de prata, inicialmente a 20 °C, é aquecido até 70 °C, ao receber 1 680 calorias. Determine: a) a capacidade térmica desse bloco de prata; b) o calor específico da prata.

Resolução:

C = 1680 cal(70 – 20) °C ⇒C = 3,6 cal/ °C b) c = C m c = 3,6 cal/°C600 g ⇒c = 0,056 cal/g °C

Respostas: a) 3,6 cal/°C; b) 0,056 cal/g °C

4 Uma garrafa térmica contém água a 60 °C. O conjunto garrafa térmica + água possui capacidade térmica igual a 80 cal/°C. O sistema é colocado sobre uma mesa e após algum tempo sua temperatura diminui para 5 °C. Qual foi a perda de energia térmica para o ambiente nesse intervalo de tempo?

Resolução: Q = C Δθ Q = 80 · (5 – 60) Q = –400 cal O sinal negativo indica que o sistema perdeu calor.

|Q| = 400 cal

Resposta: 400 cal

5 A massa e o calor específico sensível de cinco amostras de materiais sólidos e homogêneos são fornecidos a seguir.

Amostra Massa (g) Calor específico

(cal/g °C)

As cinco amostras encontram-se inicialmente à mesma temperatura e recebem quantidades iguais de calor. Qual delas atingirá a maior temperatura?

28PARTE I – TERMOLOGIA

Resolução: Atingirá maior temperatura a amostra que tiver menor capacidade térmica, isto é, a amostra que precisar de menor quantidade de energia térmica para variar uma unidade de temperatura. Assim: C = m c

C = 150 · 0,20 ⇒ C

= 30 cal/ °C

= 50 · 0,30⇒ C

C = 15 cal/ °C

C = 250 · 0,10 ⇒ C

= 25 cal/ °C

C = 140 · 0,25 ⇒ C

= 35 cal/ °C

C = 400 · 0,15 ⇒ C

= 60 cal/ °C

Resposta: b

(Ultra High Temperature), que consiste em aquecer o leite da temperatura ambiente (2 °C) até 137 °C em apenas 4,0 s, sendo em seguida envasado em embalagem impermeável a luz e a micro-organismos. O calor específico do leite é praticamente igual ao da água, 1,0 cal/g °C. Assim, no aquecimento descrito, que quantidade de calor cada litro (1000 g) de leite precisou receber? Dê sua resposta em quilocalorias (kcal).

Resolução: Q = m c Δθ Q = 1000 · 1,0 · (137 – 2) (cal) Q = 115000 cal

Q = 115 kcal

Resposta: 115 kcal

7 Para o aquecimento de 500 g de água, de 20 °C a 100 °C, utilizou-se uma fonte térmica de potência 200 cal/s. Sendo o calor específico da água igual a 1,0 cal/g °C, quanto tempo demorou esse aquecimento, se o rendimento foi de 100%?

Resolução: Q = m c Δθ

Pot = Q

Δt ⇒ Q = Pot · Δt

Assim: Pot Δt = m c Δθ 200 · Δt = 500 · 1,0 · (100 – 20)

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