Homenagem aos Professores do 2º A

                                     http://www.youtube.com/watch?v=2I_ypncE9_M

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As 9 mais alucinantes descobertas da física

O estudo da física é o estudo do universo e, mais especificamente, de como o universo funciona. É, sem dúvida, um dos ramos mais interessantes da ciência, porque o universo, como se vê, é muito mais complicado do que parece ser superficialmente. O mundo funciona de algumas maneiras realmente estranhas. Aqui estão nove das coisas mais incríveis que os físicos descobriram sobre o nosso universo:

09. O tempo para na velocidade da luz

De acordo com a Teoria da Relatividade Especial de Einstein, a velocidade da luz no vácuo nunca pode variar – ela é de quase 300 mil km/s. Isto em si já é incrível o suficiente, uma vez que nada pode se mover mais rápido que a luz, mas ainda é muito teórico. A parte realmente legal da Relatividade Especial é uma ideia chamada dilatação do tempo, que diz que quanto mais rápido você se mover, mais devagar o tempo passa para você em relação ao seu entorno. Se você fizesse um passeio em seu carro por uma hora, você teria envelhecido ligeiramente menos do que se você estivesse apenas sentado em casa. Claro que em velocidades rotineiras, o efeito é imperceptível.

Mas a ideia vale para velocidades maiores, e é aí que as coisas ficam interessantes. Um hipotético astronauta viajando em uma velocidade de 50% da velocidade da luz voltaria para a Terra bem mais jovem do que seu hipotético irmão gêmeo que ficou no planeta.

Talvez mais incrível do que isso é o fato de que se você pudesse atingir a velocidade da luz, o tempo simplesmente pararia para você. No entanto, antes de tentar essa forma de imortalidade, saiba que é impossível atingir a velocidade da luz.

08. Entrelaçamento quântico

Tudo bem, então nós acabamos concordando que nada pode se mover mais rápido que a velocidade da luz, certo? Bem … sim e não. Embora isso seja tecnicamente verdade, pelo menos em teoria, verifica-se que há uma lacuna encontrada no ramo alucinante da física conhecido como mecânica quântica.

A mecânica quântica, em essência, é o estudo da física em uma escala microscópica, como o comportamento das partículas subatômicas. Estes tipos de partículas são incrivelmente pequenos, mas muito importantes, pois eles formam os blocos de construção de tudo no universo.

Então, digamos que você tem dois elétrons (uma partícula subatômica com carga negativa). O entrelaçamento (também conhecido como emaranhamento) quântico é um processo especial que envolve o emparelhamento destas partículas. Quando isso acontece, as coisas ficam estranhas, porque a partir de agora, esses elétrons ficam idênticos. Isso significa que se você mudar um deles (como alterar sua velocidade orbital), sua partícula parceira alterará exatamente da mesma maneira. Instantaneamente. Não importa onde ela esteja – pode estar do outro lado do universo. Mesmo sem você tocá-la. As consequências deste processo são enormes e significam que a informação pode, essencialmente, ser teletransportada para qualquer parte do universo instantaneamente.

07. A luz é afetada pela gravidade

Mas vamos voltar à luz durante um minuto, e falar sobre a Teoria da Relatividade Geral desta vez (também de Einstein). Esta envolve uma ideia chamada deflexão de luz, que afirma que o caminho de um feixe de luz pode não ser totalmente reto.

Por mais estranho que possa parecer, isso tem sido repetidamente provado (está difícil para os físicos confrontarem uma ideia de Einstein). O que isto significa é que, embora a luz não tenha massa, ela é afetada pelas coisas que a fazem, como o sol, e outros objetos massivos. Então, se um feixe de luz de uma estrela distante passa perto o suficiente do Sol, ele vai se curvar ligeiramente em torno dele. O efeito sobre o observador, como nós, é que vemos a estrela em um local diferente do céu de onde ela realmente está localizada. Lembre-se da próxima vez que você olhar para as estrelas que tudo pode ser apenas um truque da luz.

06. Matéria escura

Graças a algumas das teorias que já discutimos (e mais um monte que ainda não), os físicos têm algumas maneiras muito precisas de medir a massa total do universo. Eles também têm algumas maneiras muito precisas de medir a massa total que podemos observar. Só que esses números não coincidem – e não chegam nem perto.

Na verdade, a quantidade de massa total no universo é muito maior do que a massa total que vemos. Os físicos foram forçados a chegar a uma explicação para isso, e a principal teoria agora envolve uma substância misteriosa que não emite luz e é responsável por aproximadamente 95% da massa do universo. Embora não tenhamos provas de sua existência (até porque não podemos vê-la diretamente), a matéria escura é apoiada por uma tonelada de evidências, e tem que existir de uma forma ou de outra, a fim de explicar o universo.

05. Nosso universo está se expandindo rapidamente

Para entender o porquê disso estar acontecendo, temos que voltar até o Big Bang. Antes de ser um programa de TV, a Teoria do Big Bang foi uma importante explicação para a origem do nosso universo. Na mais simples analogia possível, funcionou mais ou menos assim: o universo começou como uma explosão de um ponto infinitamente pequeno, quente e denso. Detritos  foram arremessados em todas as direções, impulsionados pela enorme energia da explosão. No entanto, como esses detritos (que hoje formam os planetas, estrelas e galáxias) são tão pesados, era de se esperar que essa “explosão” tivesse desacerado ao longo do tempo.

Mas isso não aconteceu. Na verdade, a expansão do nosso universo está ficando mais rápida ao longo do tempo, o que é tão louco como se você jogasse uma bola de beisebol e notar que ela vai ficando cada vez mais rápida, em vez de cair no chão. A única maneira de explicar isto é através da energia escura, que seria uma força motriz por trás dessa aceleração cósmica.

No entanto, não temos ideia do que ela seja ou como funciona.

04. Toda a matéria é apenas energia

A matéria e a energia são apenas dois lados da mesma moeda. Na verdade, você já deve saber disso se já ouviu falar da famosa fórmula E = mc ^ 2. O E é para a energia, e o m representa a massa. A quantidade de energia contida em uma determinada quantidade de massa é determinada pelo fator da conversão de c ao quadrado, onde c representa a velocidade da luz.

A explicação para esse fenômeno é realmente muito fascinante, e tem a ver com o fato de que a massa de um objeto aumenta à medida que ele se aproxima da velocidade da luz (mesmo quando o tempo está ficando mais lento). É, no entanto, bastante complicado, por isso para os fins deste artigo, vamos simplesmente assegurar-lhe que é verdade. Para a prova (infelizmente), não procure mais do que bombas atômicas, que convertem pequenas quantidades de matéria em grandes quantidades de energia.

03. Dualidade onda-partícula

Falando de coisas que são outras coisas …

À primeira vista, as partículas (como um elétron) e ondas (como a luz) não poderiam ser mais diferentes uma das outras. Um deles é um bloco de matéria sólido, e o outro é um feixe de energia radiante, mais ou menos. São maçãs e laranjas. Mas, como se vê, coisas como a luz e elétrons não podem limitar-se a um estado de existência – eles agem como partículas e ondas, dependendo de quem está olhando.

Isso soa muito estranho, mas há provas concretas que mostram que a luz é uma onda, e outras provas concretas que mostram que a luz é uma partícula (idem para os elétrons). Ao mesmo tempo. Não é uma espécie de estado intermediário entre os dois. Não se preocupe se isso não fizer muito sentido, porque estamos de volta ao reino da mecânica quântica e, a esse nível, o universo não gosta de fazer sentido de maneira alguma.

02. Todos os objetos caem na mesma velocidade

A física clássica também nos mostra alguns conceitos muito legais.

Você seria perdoado por assumir que os objetos mais pesados ​​caem mais rápido do que os leves. É o que o senso comum diz. E isso é verdade, mas não tem nada a ver com a gravidade – a única razão pela qual isso ocorre é porque a atmosfera da Terra oferece resistência. Na realidade, como Galileu primeiramente notou cerca de 400 anos atrás, a gravidade funciona da mesma forma para todos os objetos, independentemente da sua massa. O que isto significa é que se você jogar uma pena e uma bola boliche na lua (que não tem atmosfera), os objetos vão tocar o chão exatamente ao mesmo tempo – e na mesma velocidade.

01. Espuma quântica

Voltando para a física moderna, onde as coisas voltam a ficar muito estranhas…

O espaço vazio, aparentemente, está de fato vazio. Isso soa como uma suposição bastante segura e óbvia. Mas acontece que o universo é muito inquieto para aturar isso, razão pela qual as partículas estão constantemente aparecendo e desaparecendo do nada em todos os lugares.

Elas são chamadas de partículas virtuais, mas não se engane, elas existem e foram comprovadas. Elas existem apenas por uma fração de segundo, o que é tempo suficiente para quebrar algumas leis fundamentais da física, mas rápido o suficiente para que isso não importe muito em nossas vidas cotidianas.

Os cientistas chamaram esse fenômeno de “espuma quântica”, porque o fenômeno deve lhes ter lembrado bolhas de gás que aparecem “do nada” em um refrigerante.

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  É verdade que é fisicamente impossível encostar em algo?

Os átomos, que compõem toda a matéria conhecida do universo, são formados por algumas partículas ainda menores, como os prótons, nêutrons (estes ainda compostos por quarks) e elétrons.

Mas o que mais existe dentro de um átomo é um enorme espaço vazio. Se o núcleo do átomo fosse do tamanho da cabeça de um alfinete, o átomo teria o tamanho do estádio do Maracanã!

Mas se os átomos têm tanto espaço vazio, como eles não atravessam uns aos outros? Em outras palavras, como podemos tocar objetos ou pessoas se nossos átomos são grandes vazios?

Na verdade, não encostamos em nada. Quando nos aproximamos de um corpo, temos a sensação de o estar tocando. Mas o que acontece é a chamada repulsão elétrica, um fenômeno no qual duas partículas que possuem cargas elétricas iguais se repelem. Então, podemos chegar muito próximo de outro corpo, mas nunca tocá-lo.

Quanto mais pressionarmos nossa mão contra uma superfície, maior será a força de repulsão que impede que os corpos se atravessem. Isto é, sempre existirá um espaço, embora invisível para os olhos humanos, entre dois corpos que estão aparentemente unidos.

Mas a força de repulsão não é infalível. Átomos de hidrogênio, por exemplo, quando submetidos à altas temperaturas, ganham uma força forte o bastante para vencer a repulsão elétrica. Quando isso acontece, temos a fusão nuclear, fenômeno que libera energia o bastante para manter o Sol e outras estrelas ativas e brilhantes.

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Termodinâmica

A termodinâmica é o ramo da física que estuda as relações entre o calor trocado, representado pela letra Q, e o trabalho realizado, representado pela letra τ, num determinado processo físico que envolve a presença de um corpo e/ou sistema e o meio exterior. É através das variações de temperatura, pressão e volume, que a física busca compreender o comportamento e as transformações que ocorrem na natureza.

Calor é energia térmica em trânsito, que ocorre em razão das diferenças de temperatura existentes entre os corpos ou sistemas envolvidos.
Energia é a capacidade que um corpo tem de realizar trabalho.

A termodinâmica tem como principais pontos o estudo de duas leis, que são:

- Primeira Lei da Termodinâmica: essa lei diz que a variação da energia interna de um sistema pode ser expressa através da diferença entre o calor trocado com o meio externo e o trabalho realizado por ele durante uma determinada transformação.

Termodinâmica

As transformações que são estudadas na primeira lei da termodinâmica são:

Transformação isobárica: ocorre à pressão constante, podendo variar somente o volume e a temperatura;
Transformação isotérmica: ocorre à temperatura constante, variando somente as grandezas de pressão e volume;
Transformação isocórica ou isovolumétrica: ocorre à volume constante, variando somente as grandezas de pressão e temperatura;
Transformação adiabática: é a transformação gasosa na qual o gás não troca calor com o meio externo, seja porque ele está termicamente isolado ou porque o processo ocorre de forma tão rápida que o calor trocado é desprezível.

- Segunda Lei da Termodinâmica: enunciada pelo físico francês Sadi Carnot, essa lei faz restrições para as transformações realizadas pelas máquinas térmicas como, por exemplo, o motor de uma geladeira. Seu enunciado, segundo Carnot, diz que:

Para que um sistema realize conversões de calor em trabalho, ele deve realizar ciclos entre uma fonte quente e fria, isso de forma contínua. A cada ciclo é retirada uma quantidade de calor da fonte quente, que é parcialmente convertida em trabalho e a quantidade de calor restante é rejeitada para a fonte fria.

Questões - Termodinâmica 1. Qual a energia interna de 1,5 mols de um gás perfeito na temperatura de 20°C? Considere R=8,31 J/mol.K. Primeiramente deve-se converter a temperatura da escala Celsius para Kelvin: A partir daí basta aplicar os dados na equação da energia interna: 2. Qual a energia interna de 3m³ de gás ideal sob pressão de 0,5atm? Neste caso devemos usar a equação da energia interna juntamente com a equação de Clapeyron, assim:

02. Tendo em vista a transformação gasosa acima descrita, assinale o que for correto: 

  01) O produto nR varia entre 0,10atm . R/K e 0,050atm . R/K.  

x02) A pressão final do gás foi de 1,0atm. 

  04) A densidade do gás permaneceu constante.

  08) O produto nR tem um valor constante de 0,050atm . R/K.  

  16) O produto nR tem um valor constante de 50atm.cm³/K.  

x32) A densidade final do gás foi de 50% do valor inicial.     

04. Tendo em vista a transformação gasosa acima descrita, assinale o que for correto:  

 x01) Na transformação, a densidade do gás é diretamente proporcional à pressão. 

 x02) A energia interna permaneceu constante. 

 x04) O sistema trocou calor com o meio ambiente.   

  08) Como a temperatura permaneceu constante, o sistema não trocou calor com o meio ambiente. 

  16) A energia interna aumentou. 

  x32) A quantidade de calor recebida é igual ao trabalho realizado pelo gás na expansão. 

   64) A quantidade de calor trocado e o trabalho realizado são ambos nulos.    

05. Um gás ideal recebe calor e fornece trabalho após uma das transformações:  

  a) adiabática e isobárica.

  b) isométrica e isotérmica.

  c) isotérmica e adiabática.

xd) isobárica e isotérmica.

  e) isométrica e adiabática.

Fonte: http://www.brasilescola.com/fisica/termodinamica.htm

Jackson Silva

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Calorimetria

Calorimetria: O estudo dos fenômenos de transferência de calor

A calorimetria é a parte da física que estuda os fenômenos decorrentes da transferência dessa forma de energia chamada calor.

Na natureza encontramos a energia em diversas formas. Uma delas, que é muito importante, é o calor. Para entendê-lo, pense em uma xícara de café quente sobre a sua mesa. Após algum tempo esse café estará frio, ou melhor, com a mesma temperatura que o ambiente. Esse fenômeno não é uma exclusividade da xícara de café quente, mas ocorre com todos os corpos que estão em contato de alguma forma e com temperaturas diferentes. Por que isso ocorre?

Temperatura

Os objetos na natureza, assim como nós, são feitos de pequenas partículas que conhecemos como moléculas. Com elas ocorre algo invisível. Elas estão em constante estado de agitação, no caso dos sólidos, ou de movimentação, como ocorre em líquidos ou gases. Essa situação não é constante, elas podem estar mais ou menos agitadas, dependendo do estado energético em que elas se encontram.

O que se observa é que quanto mais quente está o corpo, maior é a agitação molecular e o inverso também é verdadeiro, ou seja, a temperatura é uma grandeza física que está associada de alguma forma ao estado de movimentação ou agitação das moléculas.

• 
  A temperatura no recipiente 2 é maior do que no recipiente 1, pois lá a movimentação molecular é maior.

A temperatura, atualmente, pode ser medida em três escalas termométricas. Celsius, Fahrenheit e Kelvin. A conversão entre essas escalas pode ser feita pelas seguintes relações matemáticas:

• 

Calor

Considere dois corpos, A e B, que possuem temperaturas diferentes e estão em contato térmico, como ilustra a figura abaixo:

• 

Após algum tempo, observamos que esses dois corpos encontram-se com a mesma temperatura. O que estava com maior temperatura esfriou e o que estava com menor temperatura esquentou. Quando isso ocorre, dizemos que os corpos estão em equilíbrio térmico e a temperatura final é chamada de temperatura de equilíbrio.

Isso acontece porque o corpo de maior temperatura fornece certa quantidade de energia térmica para o outro de menor temperatura. Essa energia térmica quando está em transito de um corpo para outro é denominada calor.

• 

     

Capacidade térmica e calor específico sensível

Os corpos e as substâncias na natureza reagem de maneiras diferentes quando recebem ou cedem determinadas quantidades de calor. Alguns esquentam mais rápido que os outros. Podemos exemplificar isso com a seguinte situação: você está com fome e pretende fazer um macarrão instantâneo.

Para isso, primeiramente, irá aquecer certa quantidade de água. Uma atitude inteligente a ser tomada é colocar exatamente a quantidade de água necessária para isso, pois se você colocar a água em demasia, irá demorar mais tempo para ela chegar à temperatura desejada, além do fato de que o macarrão irá parecer mais uma sopa. Mas, independentemente do resultado final da atividade culinária, o importante para nós é observar que quanto mais água houver na panela, maior será a quantidade de calor necessária para se atingir a temperatura desejada e por isso ela terá uma capacidade térmica maior.

Podemos, então, concluir que a capacidade térmica depende diretamente da massa do corpo e, portanto, pode ser calculada da seguinte forma:

C=c.m

Onde c é o calor específico sensível da substância de que o corpo é constituído. O calor específico pode ser definido como a capacidade térmica por unidade de massa e é uma característica da substância de que o material é feito.

Observe que estamos falando de uma mesma substância, a água, que quando possui massas diferentes, possui capacidades térmicas diferentes, ou seja, a capacidade térmica é uma propriedade do corpo, e isso é aplicado a outras substâncias na natureza.

A capacidade térmica pode ser medida usualmente em

calºC

e no Sistema Internacional em

JK

, assim como o calor específico é medido usualmente em

calgºC

e, no Sistema Internacional em

Jkg.K

.

Calor sensível

Como vimos, uma das consequências das trocas de calor, é a variação de temperatura do corpo. Se receber calor, esse corpo poderá sofrer um aumento de temperatura e, se ceder calor, uma possível queda de temperatura. É possível calcular a quantidade de calor trocado pelos corpos através da seguinte equação matemática:

Q=m.c.ΔT

Essa equação é conhecida como a equação fundamental da calorimetria e mostra que o calor sensível depende da massa (m), do calor específico (c) e da variação de temperatura do corpo (

Δt

).

Calor latente

Outra consequência das trocas de calor é uma mudança do estado físico dos corpos. Podemos facilmente derreter o gelo, para isso basta deixá-lo à temperatura ambiente e a troca de calor com o meio fará o serviço. Um fato interessante que ocorre durante a mudança de estado físico é que a temperatura do corpo permanece constante, e isso ocorre porque o calor trocado não está sendo usado para alterar o grau de agitação ou movimentação das moléculas.

Nesse caso, ele está sendo usado para alterar o grau de ligação delas. Por exemplo, quando derretemos um corpo, o calor está sendo usado para uma mudança no estado de agregação das moléculas o que o fará, no final, atingir o estado líquido.

Outro fato observado é que quanto mais calor é fornecido para a mudança de estado físico, maior será a massa da substância que sofreu essa transformação. Sendo Q a quantidade de calor trocada para a mudança de estado físico e m, a massa transformada, teremos a seguinte relação:

Q=m.L

A grandeza L é conhecida como calor latente específico e pode ser determinada em

calg

, ou no Sistema Internacional em

Jkg

.

A propagação do calor

O calor é uma forma de energia que se propaga do corpo mais quente para o mais frio. Esse processo pode ocorrer por três mecanismos diferentes. A condução, aconvecção e a irradiação.

Condução

Processo que ocorre predominantemente nos sólidos e é caracterizada pela transmissão de energia de molécula a molécula. Observe a situação ilustrada abaixo.

A barra está sendo aquecida em uma extremidade, isso fará que as moléculas que ali se encontram aumentem o seu estado de agitação, e isso irá passar para as moléculas vizinhas aumentando o estado de agitação dessas. Após algum tempo a mão que está segurando a barra sentirá a temperatura aumentar.

Em alguns corpos, esse processo ocorre muito rapidamente, como por exemplo, os metais, e por isso eles são chamados de condutores térmicos, e em outros ocorre o contrário, como por exemplo, a madeira e a água. Esses são chamados de isolantes térmicos.

Em dia frio, é comum usarmos agasalhos grossos para nos proteger das temperaturas baixas. Fazemos isso porque o nosso organismo está a uma temperatura maior que o meio ambiente e por isso estamos propensos a ceder calor. O agasalho não permite que isso aconteça, pois ele é feito de materiais que são isolantes térmicos.

Convecção

A transmissão de calor por convecção ocorre exclusivamente nos fluidos, ou seja, em líquidos e gases. O processo é estabelecido pela movimentação de massa fluida como pode ser observado na figura abaixo.

Ao se aquecer o recipiente por baixo, a porção de liquido que se encontra na parte inferior irá se aquecer rapidamente. Esse por sua vez dilata e se torna menos denso e, por isso, acaba subindo para a parte superior. O liquido que está em cima está mais frio e mais denso e, por isso, desce. Assim se estabelece uma corrente pela qual o calor é transmitido. Essa corrente é denominada corrente de convecção.

Um exemplo prático é a instalação dos aparelhos de ar condicionado que deve ser feita na parte superior do ambiente. Quando ele é ligado, emite o ar frio que, por ser mais denso, desce para a porção inferior da sala, criando assim uma corrente de convecção e deixando a temperatura ambiente homogênea mais rapidamente.

Irradiação

Sabemos que a condução e a convecção são processos que necessitam de um meio material para ocorrer, ou seja, elas não ocorrem no vácuo.

A irradiação é um processo que pode ocorrer no vácuo e também nos meios materiais, e a sua transmissão é feita por intermédio de ondas eletromagnéticas da faixa do infravermelho. Essas ondas transmitem energia e são absorvidas pelos corpos. Essa absorção provoca uma alteração no estado de movimentação das moléculas alterando, assim, a sua temperatura.

Alguns materiais, como o vidro, são transparentes à radiação visível, mas opacos à radiação infravermelha. Quando deixamos um carro estacionado em um dia ensolarado, o interior se torna muito quente, pois o vidro permite que a luz solar passe. Essa, por sua vez, ao incidir nos objetos que ali estão, fará com que os mesmos emitam a radiação infravermelha. Como o vidro é opaco a essa radiação, ela ficará presa no interior do veículo, fazendo que a temperatura interna se torne mais alta que a externa. Em outras palavras, o carro funcionará como uma estufa.

                 Exercícios de calorimetria

1)  Um ser humano adulto e saudável consome, em média, uma potência de 120J/s. Uma “caloria alimentar” (1kcal) corresponde, aproximadamente, a 4,0 x 10³J. Para nos mantermos saudáveis, quantas “calorias alimentares” devemos utilizar, por dia, a partir dos alimentos que ingerimos?  

a) 33

b) 120

c) 2,6x10³ 

d) 4,0 x10³

e) 4,8 x10⁵       

Resposta

P = Q / t   , onde Q está em Joules (J) e t em segundos.

Se um ser humano consome 120 J em 1 segundo, quanto ele consumirá em 86400 segundos ( 1 dia).

120J -----------1s
X-----------86400s

Multiplicando cruzado, temos:

X = 120 . 86400

X = 10368000 J

Agora temos que passar isto para kcal, ou seja, outra regra de três:

1kcal----------------- 4,0 x 10³J

Y-----------------------------10368000J

Y = 10368000 / 4,0 x 10³J

Y = 2592 kcal

Colocando em notação científica:

Y = 2,6x 10³ kcal. Letra C

2) 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       

Resposta

P = Q/t

A potência é dada e vale 150cal/s, o tempo também é dado e vale 240s, e o Q é o calor sensível, ou seja Q = mc(T-T0), logo substituindo:

P = mc(T-T0)/t

m = P.t/ c(T-T0)

m = 150.240/1,0.(60-20)

m = 900g   Letra e

3) Durante o eclipse, em uma das cidades na zona de totalidade, Criciúma-SC, ocorreu uma queda  de temperatura de 8,0ºC. (Zero Horas – 04/11/1994) Sabendo que o calor específico sensível da água é 1,0 cal/gºC, a quantidade de calor liberada por 1000g de água, ao reduzir sua temperatura de 8,0ºC, em cal, é:  

a) 8,0

b) 125

c) 4000

d) 8000

e) 64000      

Resposta

Q = mc(T-T0)

A temperatura cai 8,0°C, ou seja, T - T0 = 8,0°C

Q = 1000.1.8

Q = 8000 cal

4) 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

Bem, a quantidade de calor é calculada da seguinte forma:

Q = mc(T-T0),

 porém o fator "mc" é conhecido como capacidade calorífica do corpo, uma vez que é medido a quantitadade de calor, por variação de temperatura. Assim a equação fica:

Q = C (T-T0), onde C (maiúsculo é a capacidade térmica).

Assim: C = mc, logo calculando a Capacidade térmica para todos os elementos citados à cima, podemos distinguir aquele que tem a maior capacidade térmica:

Calumínio= 0,217 . 100 = 21,7 cal/°C

Cferro=0,113 . 200 = 22,6 cal/°C

CCobre= 0,093 . 300 = 27,9 cal/°C

CPrata= 0,056 . 400 = 22,4 cal/°C

Cchumbo = 0,031 . 500 = 15,5 cal/°C

Assim podemos ver que o maior valor de capacidade térmica é o Cobre, letra E.

5) Um bloco de cobre (c = 0,094 cal/gºC) de 1,2kg é colocado num forno até atingir o equilíbrio térmico. Nessa situação, o bloco recebeu 12 972 cal. A variação da temperatura sofrida, na escala Fahrenheit, é de: 

a) 60ºF 

b) 115ºF  

c) 207ºF 

d) 239ºF

e) 347ºF  

Resposta

Q = mc(T-T0)

12 972 = 1200.0,094.(T-T0)

(T-T0) = 12972 / 112,8

(T-T0) = 115°C

Convertendo isso em Fahrenheit:

(C/5) = (F-32) / 9 

(115 / 5) = (F-32) / 9

F - 32 = 9. 23 

F = 207 + 32

F = 239 °F

Letra d

Fonte:http://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/calorimetria-o-estudo-dos-fenomenos-de-transferencia-de-calor.htm

Giomar Cosme de Sousa

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