Calorimetria
Teoria
Opa, tudo bem? Vamos escrever uma matemática aqui embaixo: (basta apertar ‘ALT + =’ )
Exercícios Resolvidos
Exercício Resolvido #1
Exercícios para prova de Fundamentos de Termodinâminca - UNIP
Um fio de cobre tem massa e calor específico Determinar o calor para aquecê-lo de até
Passo 1
Oooopa, fala aí!! Vamo que vamo pra nossa questãozinha de calorimetria!
O enunciado da pra gente várias informações! Ele nos dá
E ele quer aquecer de até então temos que
Passo 2
Show! Agora que a gente separou as nossas informações, vamos aplica-las na formula que ele deu pra gente no enunciado, que é pra achar o calor necessário ( para os íntimos rs) para aquecer o nosso fio, que é essa daqui:
Utilizando as informações que a gente tirou no passo anterior, a gente substitui e fica com
Vamos resolver primeiro o que está dentro do parênteses!
Agora, fazendo essa multiplicação ficamos com:
Passo 3
Tá mas calma ai!! Vamos ver também mais uma coisinha, temos que achar qual é a dimensão desse ! São o que? Calorias? Gramas? Joule? Celsius?
Vem aqui comigo, o que a gente vai fazer é colocar as medidas de todos as informações na fórmula, se liga aqui
A gente tem que
está em gramas
está em calorias por gramas celcius
E os s estão em
Agora substituindo isso na nossa equação, temos
Quando a gente tem soma e subtração nada acontece com as nossas unidades, a festa acontece só na divisão e multiplicação, então a gente fica com
Opa, podemos cortar os e os , então ficamos com
Entao nossa resposta final é
Não se esquece da unidade porque ela pode tirar uns pontinhos na sua prova!
Resposta
Exercício Resolvido #2
AV Fisica II Online Estacio
Uma barra de determinado material com de massa deve ser aquecida de até . Sendo calor específico do material em questão, podemos afirmar que a quantidade de calor que a barra receberá vale, em cal:
- 20.000
- 40.000
- 10.000
- 5.000
- 11.000
Passo 1
Opaa, fala ai! Vamos continuar com nossos estudos de calorimetria!
O enunciado nos dá varias informações, vamos começar separando elas pra ficar mais claro o que a gente vai fazer!
Ele diz pra gente que a barra pesa
Mas vamos deixar tudo em gramas! Pra ficar na mesma unidade do calor especifico!
Para passar de Kg para g vamos multiplicar por
Isso da pra gente
Show, além disso que ela deve ser aquecida de
Entao temos que
Então é igual a
O ultimo dado da questão é que
Passo 2
Shooooow de bola vamos então colocar a mao na massa, a gente tem que a quantidade de calor é dada por essa formula aqui
Substituindo os valores que a gente separou no passo anterior, a gente fica com
Fazendo a primeira multiplicação, ficamos com
Como ele já diz a unidade pra gente, temos que
Resposta
e)
Exercício Resolvido #3
Exercicios para prova de Fundamentos de Termodinamica – UNIP
Um bloco de ferro de massa 150 g inicialmente à 30 ° C é esfriado até atingir a temperatura
de 10 ° C . Determinar o calor cedido pelo bloco . ( c Fe = 0,114 cal / g ° C ) .
Passo 1
Faaaaaaaaaaaaaala! Vamos continuar com nossos estudos de calorimetria uhul!
Vamos começar separando os dados que a questão nos da
A gente tem que a massa do bloco de ferro é
A temperatura incial é
A temperatura final é
E a gente tem também o calor especifico do Ferro:
E a gente quer o calor cedido, ou seja, nosso
Passo 2
Belezinha, vamos começar a montar nossa questão então, para achar o calor cedido vamos colocar nossa formulinha
Substituindo os valores que a gente separou no passo anterior, temos que
Resolvendo primeiro o que esta dentro do parêntesis, ficamos com
Vamos multiplicar isso ai, ficando com
Uééé mas pode dar um valor negativo??Simmm! Isso mostra pra gente que o bloco esta perdendo calor, ou seja, cedendo calor pro meio
Entao o calor cedido pelo bloco foi de
Passo 3
Mas o que? Calorias, Joules, gramas, patinhos?? Hehe brincandeira, vamos ver aqui como achar a unidade do nosso calor
Vem aqui comigo, o que a gente vai fazer é colocar as medidas de todos as informações na fórmula, se liga aqui
A gente tem que
está em gramas
está em calorias por gramas celcius
E os s estão em
Agora substituindo isso na nossa equação, temos
Quando a gente tem soma e subtração nada acontece com as nossas unidades, a festa acontece só na divisão e multiplicação, então a gente fica com
Opa, podemos cortar os e os , então ficamos com
Entao nossa resposta final é
Que o calor cedido pelo bloco foi de
Resposta
Exercício Resolvido #4
Apostila de Termodinamica - UNIP
Um recipiente de capacidade térmica desprezível contem 100g de agua à 20°C. Introduz-se no recipiente 139,8g de ferro à 100°C . A temperatura de equilíbrio é de 31°C. Determinar o calor especifico do ferro.
Passo 1
E aiii, tudo tranquilinho? Espero que sim, porque vamos continuar com nosso estudo de calorimetria uhul!
O enunciado dá pra gente uns dados importantes para podermos encotrar o calor especifico do ferro, então ele quer que a gente ache
E ele nos da essas informações aqui
Para agua:
Um dado da agua que ele não dá e é bom você guardar é esse daqui, o calor especifico da agua:
Para o ferro:
E a temperatura de equilibrio pros dois é
Passo 2
Show, agora que preparamos o terreno, vamos resolver isso daí!
Como a gente tem uma temperatura de equilíbrio, vamos ter que
E quem é esse bonitão do É a soma dos da agua e do ferro, então temos que
Juntando essas duas informações, temos que
Passo 3
Entao simbora calcular esses ’s ai
Começando pela agua
Simbora então
Começando pelo que ta dentro do parêntesis, temos:
Agora para o ferro, temos
Eeeee mas calma ai pode dar negativo? Pode sim hehe quer dizer que ele está perdendo calor!
Passo 4
Show, vamos pegar esse resultado e colocar na nossa equação do equilíbrio para achar esse nosso
Entao vamos ficar com
Passando esse que ta multiplicando dividindo pro outro lado, ficamos com
Isso nos da
Resposta
Exercício Resolvido #5
Exercícios para prova de Fundamentos de Termodinamica - UNIP
Um calorímetro de capacidade térmica contem de agua a temperatura de . Adicionam-se ao calorímetro de agua à . Determinar a temperatura de equilíbrio.
;
Passo 1
Faaaala aí! Vamos seguir com o estudo de calorimetria pra ficar fera nessa matéria!
O enunciado da várias informações pra gente, então vamos separá-las!
A capacidade térmica do calorímetro é:
Para água que já estava la dentro (vamos chamar de agua 1) temos:
Agora para agua 2, vamos ter isso daqui:
E para as duas aguas o calor especifico é as duas aguas o calor especifico é
E ele quer a temperatura pra quando o sistema está em equilíbrio!!
O sistema fica em equilíbrio quando
Passo 2
Shoooow de bola, bora que bora pra nossa questão!
Cara o enunciado da pra gente 3 sistemas
- Calorimetro
- Agua que estava no calorímetro (a nossa querida )
- Agua que é adicionada ao calorímetro (nossa querida )
Então nosso sistema é
Como ele quer no equilíbrio, temos que o nosso é zero, então temos:
Passo 3
Opa, belezinha, já vimos quem é nosso sistema então vamos calcular esses ’s aí, você pode jogar direto na formula ou fazer separadinho depois juntar tudo!
Pra ficar mais organizado vamos fazer eles separados e depois colocar na fórmula!
Calorimetro
Poooo, mas ele não dá a massa do calorímetro e agora???Mano, no enunciado ele dá pra gente a capacidade térmica, que é o e essa capacidade térmica tem essa formulinha aqui
Tem que ficar ligado com esse maiúsculo e minúsculo hehe
Então podemos escrever nossa formula assim
Lá no enunciado ele diz que
Fazendo a distributiva, temos
Vamos segurar esse resultado e depois colocar na nossa formula do equilíbrio!
Agua 1
Bora fazer a distributiva:
Segura isso aí também! Hehe vamos para o ultimo agora!
Agua 2
A ultima distributiva, eu prometo heeh
Uhul! Achamos as 3 partes!
Passo 4
Agora vamos colocar esses valores na nossa formula no equilíbrio
Vamos juntar tudo que tem e tudo que não tem
Agora vamos somar tudo!
Passando esse numero feio pro outro lado
Vamos passar o dividindo
Isso da pra gente
Como a temperatura de tudo tava em , temos que
Resposta
Exercício Resolvido #6
Exercicios para prova de Fundamentos da Termodinamica – UNIP
Uma mistura de álcool de calor específico 0,602 cal/g.ºC com óleo de calor específico 0,440
cal/g.°C tem massa 500 g. A mistura é obtida a 30 º C por adição de álcool a 40°C e óleo a 20°C. A massa de óleo e a massa de álcool da composição são, respectivamente:
Passo 1
Faaaaaaaaaaala ai! Vamo que vamo pra mais uma questão pra aprender tudinhoo 😊
Vamos começar dando nomes aos bois kk tirar as informações do enunciado
A gente tem que
Para o alcool
Para o óleo
Para a mistura a gente tem
Ou seja
e
Passo 2
Shoooow, vamos agora pra cima da questão!
Vamos ter que no equilíbrio:
E temos que
Entao
Passo 3
Beleza, vamos achar agora esses ’s bonitos ai
Começando pelo álcool
Agora para o óleo, vamos fazer a mesma coisa
Passo 4
Agora que achamos esses ’s vamos colocar dentro da nossa formula do equilíbrio
“Puts mas a gente tem duas variáveis e eu não tenho nenhuma das duas SOS!!!”
Relaaaaxa, no enunciado ele diz pra gente a soma da mistura e vimos laaaa no passo 1 que:
Entao é só fazer um em função do outro, assim ó
Passo 5
Agora vamos substituir esse na equação
Fazendo essa distributiva a gente fica com
Vamos passar esse pro outro lado e somar os
Passando esse dividindo pro outro lado, temos
Isso nos dá que
Passo 6
Opa, achamos o agora para acharmos o vamos lembrar que
Substituindo o que achamos da massa de óleo, temos que
Resposta
Exercício Resolvido #7
AV Estácio Fisica II Online
Ao término da aula de laboratório em uma universidade, um dos estudantes ficou com dúvidas com relação a alguns conceitos pertinentes ao estudo do calor, o aluno fez três afirmativas:
I O calor específico de um material indica a quantidade de calor necessária para fazer com que a matéria mude sua fase.
II. O calor latente ocorre quando existe variação de temperatura no processo de aquecimento ou resfriamento de uma substância.
III. Há situações em que o fluxo de calor não provoca variação de temperatura, isso ocorre sempre que uma característica física da substância se altera, temos nessa fase o calor latente. Podemos dizer que :
- Apenas I e II estão corretas
- Todas as afirmativas estão incorretas.
- A afirmativa III é a única correta
- Somente a afirmativa II está correta
- Todas as afirmativas estão corretas
Passo 1
Ooopa, fala aí galerinha vamos ver essa questãozinha teórica sobre calorimetria! Uhul!
Vamos ver a primeira alternativa, ela diz assim:
“O calor específico de um material indica a quantidade de calor necessária para fazer com que a matéria mude sua fase.”
Cara o calor especifico é uma constante, que a gente chama de para cada material, aquele da formula do calor sensível
Então a I é falsa
Passo 2
Show, bora pra II
“O calor latente ocorre quando existe variação de temperatura no processo de aquecimento ou resfriamento de uma substância.”
Mano vou te dar o bizu aqui, o calor latente ocorre quando a gente tem uma mudança de fase, ou seja, agua pra gelo, ou agua pra vapor,...
Ixi, azedou também, né? II é falsa
Passo 3
Bora para III que diz assim:
“Há situações em que o fluxo de calor não provoca variação de temperatura, isso ocorre sempre que uma característica física da substância se altera, temos nessa fase o calor latente.”
Opaaa, essa daí já ta fazendo mais sentido, a gente tem um calor latente relacionado à mudança de característica, ou de fase! E quando isso ocorre não tem variação de temperatura, por exemplo à podemos ter agua se transformando em gelo ou gelo se transformando em agua!
Então essa daí foi bonita!
III é verdadeira
Resposta
- A afirmativa III é a única correta
Exercício Resolvido #8
Teste de Fundamentos da Termodinamica – Prof Cleber – UNIP – 3 semestre
Uma mistura de gelo e água em estado líquido, com massa total de 100 g, encontra- se à temperatura de 0°C. Um certo tempo após receber 16.000 J de calor, a mistura acha-se completamente transformada em água líquida a 20°C. Qual era, aproximadamente, a massa de gelo contida na mistura inicial?Dados:• calor de fusão do gelo = 334,4 J/g;• calor específico da água = 4,18 J/(g.ºC).
Passo 1
Faaaala aí! Vamo que vamo pra mais uma questão de calorimetria 😊
Vamos começar vendo o que o enunciado da pra gente!
A gente tem gelo e agua que juntos tem 100g de massa, então temos que
Show, e a temperatura inicial dessas duas belezinhas aí é
O enunciado diz que ele recebe 16.000 Joules de calor, esse vai ser o nosso calor total:
E ele diz que no final das contas ele acha agua liquida à , isso daí nos diz duas coisinhas, a primeira é que
A segunda é que o gelo derrete!!! Então vamos precisar do nosso querido calor latente que é o calor que a gente usa quando temos uma mudança de estado
Ele também da duas constante pra gente
Calor de fusão de gelo (que vamos usar para o calor latente)
Passo 2
Vamo que vamo pra mao na massa!Vamos fazer esses separados, começando pelo calor latente
Agora vamos para o calor sensível da agua que veio do gelo que descongelou!
Por ultimo vamos calcular o calor da agua que já estava no estado liquido!
Passo 3
Show, agora vamos somar tudo e achar o
Como , temos que
Substituindo os valores que achamos no passo anterior, ficamos com
Passo 4
Puts, ficou e e o enunciado não fala nenhum dos dois pra gente, e agora??
Se liga, ele da pra gente que a soma das massas é 100g, ou seja,
Como a gente quer saber a massa do gelo, vamos colocar tudo em função dele, então nosso pode ser escrito assim
Passo 5
Agora vamos pegar esse e substituir na nossa função
Fazendo a distributiva, temos
Vamos deixar do lado esquerdo só quem acompanha
Opa, podemos cortar esses e fazer a subtração do lado direito
Passando esse que ta multiplicando para dividir, temos
Usando a magica calculadora, ficamos com:
Resposta
Exercício Resolvido #9
AV Fisica II Online Estácio
No interior de um calorímetro ideal, contendo inicialmente de gelo à temperatura de são colocados de agua à temperatura de . Considere que o calor especifico do gelo é e que o calor latente de solidificação da água é . A temperatura final de equilíbrio no interior do calorímetro é de:a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Opaa, fala aii! Vamos continuar com as nossas questões de calorimetria!
Bom o enunciado diz pra gente que a gente tem um calorímetro ideal que tem gelo ali dentro
Para o gelo nós temos
E ele coloca uma agua muuuuito quente nesse calorímetro, então pra essa agua a gente tem
E o calor especifico da agua é de boinhas de lembrar:
Passo 2
Bom, como a gente ta colocando uma quantidade maior de agua muito quente nesse gelo, que que vai acontecer com ele?Se você disse derreter acertou na mosca hehe!
Então a gente vai ter que lembrar de uma coisinha importante na calorimetria que é o calor latente que acontece na mudança de estado da substancia (nesse caso é a agua). Ele é desse jeitão aqui
Show, mas no enunciado ele dá pra gente o calor latente da solidificação da agua mas não é o que está acontecendo, né?
Se o calor latente de solidificação é a gente vai ter que o calor latente de fusão (o processo inverso) vai ser ninguém mais ninguém menos que o valor negativo disso daí, ou seja:
E quando isso acontece a gente tem que separar esse em 3 partes
- Calor sensível antes do gelo derreter (ou seja de até )
- Calor latente enquanto ele derrete ()
- Calor sensível depois do gelo derreter (ou seja de até
Agora que a gente tem nosso terreno preparado, vamos meter bronca nessa questão!
Passo 3
Ele nos pede a temperatura de equilíbrio, ou seja
Beleza e quem é esse
E, lembrando que o calor do gelo é
Passo 4
Entao vamos la! Bora fazer separadinho e depois juntar nossos resultados!
Vamos começar pelo calor do gelo!
A gente viu que separa em 3 partes, a primeira é o calor sensível antes de derreter
Presta atenção, que como o gelo derrete a esse vai ser nosso
Pegando os valores que separamos no enunciado, temos
Vamos começar vendo a parte de dentro do parêntesis
Fazendo a multiplicação, temos
Bora fazer a distributivaaa!
Show, agora vamos para o calor latente!
Agora o calor sensível depois, o nosso é e o é o que queremos descobrir! E ele já está no estado liquido então nosso calor especifico é
Ufa! Agora bora somar para achar
Substituindo pelo que a gente achou, temos:
Passo 5
Mas segura o cavalinho ai, ainda temos que achar o calor da agua quente e depois colocar na nossa formula de equilíbrio! Hehe fé galera, essa questão é bacana que pega vários conceitos importantes!
Bora agora ver nosso calor
Temos que são e a temperatura incial é de
Fazendo a distributiva, temos
Passo 6
Boaaa! Achamos o calor do gelo e da agua quente, vamos colocar na nossa equação do equilíbrio
Somando o que tem e o que não tem, ficamos com
Passando esse pro outro lado, mudamos o sinal e ficamos com
Passando o que está multiplicando para dividir do outro lado, temos
Simlificando isso daí, ficamos com
Resposta
e)
Exercício Resolvido #10
Teste de Fundamentos da Termodinamica – Prof Cleber – UNIP – 3 semestre
Um engenheiro trabalhando em uma indústria que produz eletrodomésticos, deseja resfriar 0,25kg de água a ser ingerida por ele, inicialmente a uma temperatura de 25°C, adicionando gelo a -20°C. A quantidade de gelo que deverá ser utilizada para que a temperatura final seja igual a 0°C, sabendo -se que o gelo se funde e que o calor específico do recipiente pode ser desprezado, deverá ser aproximadamente igual a:
Dados :
- 80g
- 69g
- 8,0g
- 0,069g
- 0,08g
Passo 1
Opa fala aii! Tudo certinho? Tamo na nossa reta final dos exercícios de calorimetria, então vamo com tudo!
Vamos começar separando nossas informações!
Temos essas informações aqui
Para agua
Para o gelo
E depois de misturar essa agua e o gelo, fica tudo liquido e temos a temperatura final
Passo 2
Show, bora montar isso daí então!
Temos que o nosso calor total no equilíbrio é igual a zero, então temos que
Agora pra achar quem é esse vamos ter 3 transformacoes
- Gelo esquentando (calor sensível do gelo)
- Gelo virando agua (calor latente do gelo)
- Agua liquida esfriando (calor sensível da agua)
Juntando com o que a gente já viu aqui no começo do passo 2, vamos ter
Passo 3
Belezinha, bora calcular cada um desses
Começando pelo calor sensível do gelo
Show, bora pro calor latente do gelo
Vamos fazer a ultima agora, o calor sensível da agua
Vamos ter então
Passo 4
Shoow, vamos juntar o que a gente achou e colocar na nossa formula de equilibrio
Vamos juntar os termos que tem
Passando para o outro lado, vamos ter:
Vamos passar o 376.000 que esta multiplicando para dividir
Isso nos dá:
Maaaaaaaaas antes de você ir marcando essa opção a gente tem que prestar atenção numa coisinha, o enunciado dá tudinho em Kg, então nossa massa na verdade é
E nas respostas ele pede tudo em grama, então vamos passar isso pra grama! Para isso, vamos multiplicar por mil
Safadeza essa pegadinha, mas vamos ficar atentos às unidades hein!
Resposta
- 69g