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Exercícios sobre capacidade térmica

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre a capacidade térmica, grandeza que é fruto da razão entre a quantidade de calor recebida por um corpo e a variação da temperatura.

  • Questão 1

    A respeito dos conceitos de capacidade térmica e calor específico, marque a alternativa correta:

    a) A capacidade térmica refere-se à substância, enquanto o calor específico depende da quantidade de substância existente.

    b) A capacidade térmica é a quantidade de calor necessária para que 1 g da substância eleve a sua temperatura em 1 °C.

    c) O calor específico é fruto da razão entre a quantidade de calor recebida por um corpo e o tempo gasto na troca de energia.

    d) A capacidade térmica é uma grandeza que depende da quantidade da substância e é determinada pelo produto da massa pelo calor específico.

    e) Capacidade térmica e calor específico são sinônimos.

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  • Questão 2

    Um cubo feito de alumínio possui aresta de 1 cm. Sabendo que a densidade do alumínio é de 2,7 g/cm3 e que o calor específico do alumínio é 0,22 cal/g°C, determine a capacidade térmica aproximada desse cubo.

    a) 6 x 10–3 cal/°C

    b) 5 x 10–3 cal/°C

    c) 4 x 10–3 cal/°C

    d) 3 x 10–3 cal/°C

    e) 2 x 10–3 cal/°C

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  • Questão 3

    Uma barra de cobre com massa de 200 g, inicialmente a 230°C, é colocada dentro de um recipiente que contém 200 g de água, inicialmente a 20°C. Sabendo que a temperatura final do equilíbrio térmico é de 25°C e que o recipiente e a água encontram-se na mesma temperatura, determine a capacidade térmica do recipiente em cal/°C.

    DADOS: Calores específicos: cCOBRE = 0,03 cal/g°C; cÁGUA = 1 cal/g°C

    a) 26

    b) 36

    c) 46

    d) 56

    e) 66

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  • Questão 4

    Dois corpos feitos da mesma substância possuem variações de temperatura diferentes ao serem expostos a uma mesma fonte térmica durante um mesmo intervalo de tempo. A grandeza que explica essa diferença na variação de temperatura mesmo que os elementos sejam da mesma substância é:

    a) Calor específico

    b) Densidade

    c) Coeficiente de dilatação

    d) Volume

    e) Capacidade térmica

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Respostas

  • Resposta Questão 1

    LETRA “D”

    A capacidade térmica é uma grandeza que determina o comportamento de um corpo ao receber calor. O calor específico refere-se à substância, sendo a grandeza que determina a quantidade de calor necessária para que 1 g da substância eleve a sua temperatura em 1 °C.

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  • Resposta Questão 2

    LETRA “A”

    Primeiramente devemos encontrar a massa de alumínio a partir da equação da densidade. Sabendo que a densidade é 2,7 g/cm3 e que o volume do cubo (aresta elevada ao cubo) corresponde a 1 cm3, temos:

    d =
         v

    d . v = m

    m = 2,7 . 1

    m = 2,7 g

    Sabendo que a capacidade térmica é definida como o produto da massa do corpo pelo calor específico, temos:

    C = m . c

    C = 2,7 . 0,22

    C = 0,594 = 5,9 x 10-3 Cal/ °C

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  • Resposta Questão 3

    LETRA “C”

    Sabendo que, ao unir os elementos, a soma das quantidades de calor deve ser nula, temos:

    QRECIPIENTE + QCOBRE + QÁGUA = 0

    Utilizando a equação da quantidade de calor sensível para cada elemento, temos:

    mRECIPIENTE . cRECIPIENTE . (25 – 20) + 200 . 0,03 . (25 – 230) + 200 . 1 (25 – 20) = 0

    Como o produto da massa pelo calor específico é a capacidade térmica, podemos escrever:

    CRECIPIENTE . 5 - 1230 + 1000 = 0

    5. CRECIPIENTE = 1230 – 1000

    5. CRECIPIENTE = 230

    CRECIPIENTE = 230
                         5

    CRECIPIENTE = 46 cal/°C

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  • Resposta Questão 4

    LETRA “E”

    A capacidade térmica é fruto do produto da massa do corpo pelo calor específico da substância. Como os blocos são feitos de mesmo material, o calor específico para ambos é o mesmo. Sendo assim, a diferença na variação de temperatura pode ser explicada pela diferença entre as capacidades térmicas dos elementos, gerada possivelmente por uma diferença de massa entre os dois corpos.

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