Exercícios

Trocas de calor sensível

1. Um broche de prata de massa 20 g a 160 °C é colocado em 287 g de água inicialmente a 30 °C. Qual a temperatura final de equilíbrio térmico, admitindo trocas de calor apenas entre a prata e a água?
Dados: calor específico da prata = 0,56 cal/g°C; calor específico da água = 1,0 cal/g°C.

2. Em um recipiente termicamente isolado e com capacidade térmica desprezível, misturam-se 200 g de água a 10 °C com um bloco de ferro de 500 g a 140 °C. Deseja-se saber a temperatura final de equilíbrio térmico.
Dados: c_água = 1,0 cal/g°C; c_ferro = 0,12 cal/g°C.

3. Em um calorímetro ideal, são colocados 300 g de água a 8 °C e 50 g de ferro a 110 °C. Sabendo que o equilíbrio térmico ocorre a 10 °C, determine o calor específico sensível do ferro.
Dado: c_água = 1,0 cal/g°C.

4. Num calorímetro contendo 100 g de água a 0 °C coloca-se um pedaço de ferro de 200 g a 300 °C. Desprezando-se o calor absorvido pelo calorímetro, qual a temperatura de equilíbrio térmico:
Dados: c_água = 1,0 cal/g°C; c_ferro = 0,1 cal/g°C.

5. Qual a quantidade de água, a 20 °C, que deve ser misturada em um calorímetro ideal com 100 g de água a 80 °C, para que a temperatura da mistura seja de 50 °C?

6. Uma barra metálica à temperatura de 100 °C é colocada dentro de um recipiente isolado contendo 1 litro de água à temperatura de 20 °C. O equilíbrio térmico se estabelece, então, a 60 °C. Qual seria a temperatura de equilíbrio se o volume de água fosse de 3 litros, mantendo-se as outras condições?
Dados: d_água = 1 kg/L; c_água = 1 cal/g°C.

7. (Mackenzie) Lourdinha coloca, em uma garrafa térmica, o café que acabou de fazer. São 350 g de café [calor específico = 1 cal/(g.°C)] a 86 °C. A garrafa térmica inicialmente estava a 20 °C, e o conjunto atinge equilíbrio térmico a 75 °C. A capacidade térmica dessa garrafa é:
a) 40 cal/°C
b) 50 cal/°C
c) 65 cal/°C
d) 70 cal/°C
e) 75 cal/°C

8. (Mackenzie) Um calorímetro de capacidade térmica 40 cal/°C contém 110 g de água (calor específico = 1,0 cal/g °C) a 90 °C. A massa de alumínio (calor específico = 0,20 cal/g °C) a 20 °C que devemos colocar nesse calorímetro para esfriar a água a 80 °C é:
a) 200 g
b) 180 g
c) 150 g
d) 125 g
e) 75 g