lista de Calorimetria Gases ideias e 2 lei da termodinamica ( 1° Ano )

1-(Enem 2013) Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70 °C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30 °C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25 °C.

Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal?

a) 0,111.

b) 0,125.

c) 0,357.

d) 0,428.

e) 0,833.

O equilíbrio térmico é atingido quando as temperaturas dos dois corpos ficam iguais. Quando isso ocorre, a quantidade de calor cedida pela água quente é igual ao calor recebido pela água fria. Assim, podemos utilizar a equação:

Q₁= - Q₂

m₁.c. ΔT₁₌ - m₂.c. ΔT₂

O índice 2 é atribuído à água quente, e o índice 1, à água fria. O sinal negativo é dado a Q₂porque a água quente cede calor para a água fria, ou seja, perde parte de sua energia.

Como c é um valor constante, já que se trata da mesma substância, ele pode ser simplificado na equação, e o ΔT deve ser substituído pela diferença entre as temperaturas final e inicial da água:

m₁.(T_f - T_i)₁= - m₂.(T_f - T_i)₂

Substituindo os dados do problema, temos:

m₁.(30 - 70) = - m₂.(30 – 25)

m₁.(- 40) = - m₂.(5)

m₁= 5_
m₂   40

m₁= 0,125
m₂

Alternativa B

2-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 20ºC para 60ºC em 4 minutos, sendo o calor especifico sensível da água 1,0 cal/gºC, pode-se concluir que a massa de água aquecida, em gramas, é:

a) 500

b) 600

c) 700

d) 800

e) 900

Q = 150 cal/s
Δt

T₀ = 20ºC

T = 60ºC

Δt = 4 min

c = 1,0 cal/g.ºC

Primeiramente precisamos calcular a quantidade de calor total recebida pela água. O enunciado diz que, a cada segundo, uma fonte de calor fornece 150 cal e que a água ficou exposta a essa fonte por um período de 4 min.

• O tempo deve ser convertido para segundos para utilizarmos a mesma unidade de medida:
  Δt = 4 min
  Δt = 4 . 60s
  Δt = 240 s
• Devemos calcular a quantidade de calor total. Para isso, multiplicamos a quantidade de calor recebida a cada segundo pelo tempo total:
  Q = 150 . 240
  Q = 36.000 cal
• Agora utilizamos a equação fundamental da calorimetria:
  Q = m.c. ΔT
  Substituindo os dados, temos:
  36.000 = m . 1 . (60 – 20)
  36.000 = 40 m
  m = 36.000 = 900g
           40

Assim, a alternativa correta é a letra E

1-3-  Se a pressão de um gás confinado é duplicada à temperatura constante, a grandeza do gás que duplicara será:

a) a massa

b) a massa específica

c) o volume

d) o peso

e) a energia cinética

Resposta B

4- (UNIVALI-SC)  O comportamento de um gás real aproxima-se do comportamento de gás ideal quando submetido a:

a) baixas temperaturas e baixas pressões.

b) altas temperaturas e altas pressões.

c) baixas temperaturas independentemente da pressão.

d) altas temperaturas e baixas pressões.

e) baixas temperaturas e altas pressão

Resposta D

5-Uma barra de ferro de massa de 4kg é exposta a uma fonte de calor e tem sua temperatura aumentada de 30 ºC para 150 ºC. Sendo o calor específico do ferro c = 0,119 c/g.ºC, a quantidade de calor recebida pela barra é aproximadamente:

a) 45 kcal

b) 57,1 kcal

c) 100 kcal

d) 12,2 kcal

e) 250,5 kcal

Dados:

m =4 kg =  4000g

T₀ = 30ºC

T = 150ºC

c = 0,119 c/g.ºC,

Utilizamos a equação fundamental da calorimetria

Q = m.c.ΔT

Q = m.c. (T - T₀)

e substituímos os dados

Q = 4000 . 0,119. (150 – 30)

Q = 0,476 . 120

Q = 57120 cal

Q = 57,12 kcal

A alternativa mais próxima do resultado é a letra b.

6- Um gás ideal recebe calor e fornece trabalho após uma das transformações:

 

a) adiabática e isobárica.

b) isométrica e isotérmica.

c) isotérmica e adiabática.

d) isobárica e isotérmica.

e) isométrica e adiabática

Resposta D

7-(FEI) Numa transformação de um gás perfeito, os estados final e inicial acusaram a mesma energia interna. Certamente:

a) a transformação foi cíclica.
b) a transformação isométrica.
c) não houve troca de calor entre o gás e o ambiente.
d) são iguais as temperaturas dos estados inicial e final.
e) não houve troca de trabalho entre o gás e o meio.

Resposta D

8-  Podemos caracterizar uma escala absoluta de temperatura quando

a) dividimos a escala em 100 partes iguais.

b) associamos o zero da escala ao estado de energia cinética mínima das partículas de um sistema.

c) associamos o zero da escala ao estado de 0energia cinética máxima das partículas de um sistema.

d) associamos o zero da escala ao ponto de fusão do gelo.

e) associamos o valor 100 da escala ao ponto de ebulição da água.

Resposta B

9-UFSE) A tabela abaixo apresenta a massa m de cinco objetos de metal, com seus respectivos calores específicos sensíveis c.

METAL	c(cal/gºC)	m(g)
Alumínio	0,217	100
Ferro	0,113	200
Cobre	0,093	300
Prata	0,056	400
Chumbo	0,031	500

O objeto que tem maior capacidade térmica é o de:

a) alumínio
b) ferro
c) chumbo
d) prata
e) cobre

Resposta E

10-Determine o volume molar de um gás ideal, cujas condições estejam normais, ou seja, a temperatura à 273K e a pressão a 1 atm. (Dado: R = 0,082 atm.L/mol.K)

Substituindo os valores dados na equação para calcular o volume do mol do gás
pV = nRT
1.V = 1. 0,082. 273
V = 22,4 L

11-Determine o número de mols de um gás que ocupa volume de 90 litros. Este gás está a uma pressão de 2 atm e a uma temperatura de 100K. (Dado: R = 0,082 atm.L/mol.K)

Substituindo os valores dados na equação...
pV = nRT
2. 90 = n. 0,082. 100
180 = n. 8,2
n = 180 / 8,2
n = 21,95 mols

12-Um recipiente de volume V, totalmente fechado, contém 1 mol de um gás ideal, sob uma certa pressão p. A temperatura absoluta do gás é T e a constante universal dos gases perfeitos é R= 0,082 atm.litro/mol.K. Se esse gás é submetido a uma transformação isotérmica, cujo gráfico está representado abaixo, podemos afirmar que a pressão, no instante em que ele ocupa o volume é de 32,8 litros, é:

a) 0,1175 atm

b) 0,5875 atm

c) 0,80 atm

d) 1,175 atm

e) 1,33 atm

No estado final temos V = 32,8 L
Transformando a variação de temperatura Celsius para Kelvin, teremos:
T = θ + 273
T = 47 + 273
T = 320 K
Substituindo na eq. de Clapeyron
pV = nRT
p . 32,8 = 1. 0,082. 320
p = 0,80 atm
Resposta alternativa c

13-Um certo gás, cuja massa vale 140g, ocupa um volume de 41 litros, sob pressão 2,9 atmosferas a temperatura de 17°C. O número de Avogadro vale 6,02. 10²³ e a constante universal dos gases perfeitos R= 0,082 atm.L/mol.K.

Nessas condições, o número de moléculas continuadas no gás é aproximadamente de:

a) 3,00. 10²⁴

b) 5,00. 10²³

c) 6,02. 10²³

d) 2,00. 10²⁴

e) 3,00. 10²⁹

Substituindo os valores dados na eq. de Clapeyron
pV = nRT
2,9. 41 = n. 0,082. 290
n = 5 mols

Usaremos regra de três simples para calcularmos o valor das moléculas
1 mol _______ 6,02 .10²³ moléculas
5 mols ______ x

x ≈ 3,00. 10²⁴ moléculas (note que este é um valor aproximado: houve a utilização da regra de arredondamento.)
Alternativa a

14- O que é um Gás?