Calorimetria (Exercício 14)

(UFSM-RS) Um corpo de 400 g e calor específico sensível de 0,20 cal/g°C, a uma temperatura de 10 °C, é colocado em contato térmico com outro corpo de 200 g e calor específico sensível de 0,10 cal/g°C, a uma temperatura de 60 °C. A temperatura final, uma vez estabelecido o equilíbrio térmico entre os dois corpos, será de:

 m_{A =} 400 g

c  ₌  0,20 cal/g°C

Ti = 10°C

 

 M_B = 200 g

c ₌ 0,10 cal/g°C

Ti =  60°C

Q_{A +} Q_b = 0

(m_A  . c . Δt) + (m_b  . c . Δt ) = 0

400 . 0,20  . (Tf - 10) + 200 . 0,10 .(Tf - 60) = 0 

80Tf - 800 + 20Tf - 1200 = 0 

100 Tf - 2000 = 0

Tf  = 2000/100

Tf = 20 °C

Calorimetria (Exercício 13)

(MACKENZIE) Quando misturamos 1,0Kg de água (calor específico sensível = 1 cal/g°C) a 70°C com 2,0 Kg de água a 10°C, obtemos 3,0 kg de água a:

m = 1,0 Kg = 1000 g 

c  = 1 cal/g°C

Ti = 70°C

m = 2,0 Kg = 2000 g

c  = 1 cal/g°C 

Ti= 10°C

Q_{A +} Q_b = 0

(m_A  . c . Δt) + (m_b  . c . Δt ) = 0

1 . 1 . (Tf - 70) + 2 . 1 .(Tf - 10) = 0 

1Tf  - 70Tf  + 2Tf  - 20 = 0

3Tf -90 =0

3Tf = 90

Tf = 90/3 = 30 °C

Calorimetria (Exercício11)

(MACKENZIE) Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de 150 cal/s, a uma determinada massa de água. Se a temperatura da água aumenta de 20°C para 60°C em 4 minutos, sendo o calor especifico sensível da água 1,0 cal/g°C, pode-se concluir que a massa de água aquecida, em gramas, é: 

P   = 150 cal/s

Ti  =  20°C

Tf  =  60°C

t =   4 minutos = 4 . 60 = 240 s

c =   1,0 cal/g°C

P = Q/Δt

150 = Q /240

Q = 36000 cal 

Q = m . c . ΔT

36000 = m .  1,0 .(Tf  - Ti)

36000 = m . (60 - 20)

36000 = 40.m 

40.m = 36000

m = 36000/40

m = 900 g

Calorimetria (Exercício 10)

(MACKENZIE) Um corpo de certo material com 200 g, ao receber 1000 cal aumenta sua temperatura de 10°C. Outro corpo de 500 g, constituído do mesmo material, terá capacidade térmica de:

m_A  = 200 g

Q     = 1000 cal

ΔT    = 10°C

Capacidade térmica da massa de 200 g 

C = Q/ΔT

C = 1000/10

C = 100 Cal/°C

Calor especifico do material 

C = m . c 

100 = 200 . c 

c = 100/200

c = 0,5 cal/ g°C

Como já conseguimos obter o calor especifico material, podemos conseguir achar a capacidade térmica de um outro corpo de 500 g e constituído do mesmo material. 

C = m . c

C = 500 . 0,5 

C = 250 cal/g

Calorimetria (Exercício 8)

Um quilograma de glicerina, de calor específico 0,6cal/g°C, inicialmente a –30°C, recebe 12 000 calorias de uma fonte. Determine a temperatura final da glicerina.

m = 1 kg = 1000 g 

c  = 0,6 cal/g°C

Ti = –30°C

Q =  12 000 cal 

Q = m . c . Δt

Q = m . c . (Tf -Ti)

12 000 = 1000 . 0,6  . (Tf - (-30))

12 000 = 600 . (Tf - (-30))

12 000 = 600Tf  + 18000

600Tf  = 12 000 - 18000

600Tf  = - 6000

Tf =  - 6000/600

Tf  = -10°C

Calorimetria (Exercício 7)

 Um corpo de massa 50 g recebe 300 calorias e sua temperatura sobe de –10°C até 20°C. Determine a capacidade térmica do corpo e o calor específico da substância que o constitui.

C = 300 calorias 

m = 50 grama 

Ti =  –10°C

Tf =   20°C

ΔT = (Tf -Ti) = 20 - (-10) = 40 °C

Capacidade térmica 

C = Q/ΔT

C = 300/30

C = 10,0 cal/°C

Calor especifico 

C = m . c

10,0  = 50 . c 

c = 10,0/50

c = 0,2 cal/g°C

 

Calorimetria (Exercício 6)

(UFPR) Durante o eclipse, em uma das cidades na zona de totalidade, Criciúma-SC, ocorreu uma queda de temperatura de 8,0 °C (Zero Hora 04/11/94). Sabendo que o calor específico sensível da água é 1,0 cal/g°C, a quantidade de calor liberada por 1000 g de água, ao reduzir sua temperatura de 8,0 °C é:

c = 1,0 cal/g°C

ΔT= 8 °C

m = por 1000 g

Capacidade térmica 

C = m . c 

C = 1000 . 1,0

C = 100 cal/°C

Quantidade de Calor 

C = Q/ΔT

Q = C . ΔT

Q = 100 . 8

Q = 800 cal 

Calorimetria (Exercício 5)

Na festa de seu aniversario, o aniversariante comeu salgadinhos e bebeu refrigerantes, ingerindo o total de 2000 kcal. Preocupado com o excesso alimentar, ele pensou em perder as "calorias" adquiridas, ingerindo água gelada a 12°C,pois estando o interior de seu organismo a 37°C,as "calorias" adquiridas seriam consumidas para aquecer a água. Admitindo que seu raciocínio esteja correto o volume de água a 12°C que deve beber é:

(Dados: calor específico da água = 1cal /g°C; densidade da água=1g / cm³.)

 

Q = m . c . ∆t

2 x 10⁶ = m . 1 . (37 – 12)

2 x 10⁶ = 25 m

m = 2 x 10⁶ / 25

m = 0,08 x 10⁶

m = 8 x 10⁴ g

 

 

Formula da densidade

 

d = m / v

1 = 8 x 10⁴ / v

v = 8 x 10⁴

v = 80000 cm³

v = 80 litros

Calorimetria (Execício 4)

Um corpo de massa 70 g, ao sofrer aquecimento, apresenta a variação da temperatura conforme o gráfico.

Determine: 

Informações  do gráfico.

Ti = 10

Tf = 72

Q = 2000 cal 

 

a) o calor específico da substância;

Q = m.c.∆t

200 = 70 . c . (72 -10)

200 = 70 . c . 60

200 = 4200.c

   c  = 200/4200

   c  = 0,46 cal/gºC 

b) a capacidade térmica do corpo.

C = m.c

C = 70 .0,47

C = 32,2 cal/ºC

Calorimetria (Exercício 3)

Uma panela de cobre possui massa de 200g à temperatura de 20ºC. Tendo perdido 800cal, calcule:

(dado: c cobre=0,094ca/g ºC)

 

a) o valor da sua capacidade térmica;

 

C= m.c

C=200.0,094

C= 18,8 cal/°C

b) a temperatura final.

Q = m.c.∆t

-800 = 200 . 0,094 . (Tf – 20)

-800 = 18,8Tf – 376

18,8Tf = -800 + 376

18,8Tf = -424

Tf = -424 / 18,8

Tf = -22,6 ºC

b) a temperatura final.
(dado: c cobre=0,094ca/g ºC)

 

Q = m.c.∆t

-800 = 200 . 0,094 . (Tf – 20)

-800 = 18,8Tf – 376

18,8Tf = -800 + 376

18,8Tf = -424

Tf = -424 / 18,8

Tf = -22,6 ºC

Calorimetria (Exercício 2)

Uma peça de chumbo, de massa 60g, foi aquecida e recebeu uma quantidade de calor de 540 cal. Sabendo que sua temperatura inicial era de 25°C, calcule a temperatura final. Dado c = 0,03 cal/g°C – calor específico do chumbo.

Q = m.c.∆t

540 = 60. 0,03.(Tf -25)

540 = 1,8Tf - 45

1,8 Tf = 585

Tf = 325°C

Calorimetria (Exercício 1)

Aquecem-se 20 g de água a uma temperatura inicial de 12°c ate atingirem 60°c. Determine a quantidade de calor recebida pela água ? (dado: calor específico da água 1, 0 cal/g°c.)

Q = m.c.∆t

Q = 20 . 1,0 .(60-12)

Q = 20 . 48

Q = 960 Cal