FÍSICA - O calor e a mudança de estado

Um atleta contundido utiliza uma bolsa térmica contendo 300 g de água a uma temperatura de 80 °C, durante um certo intervalo de tempo sobre a perna machucada. Durante esse tempo a água começa a perder calor para a perna do atleta, conforme o gráfico de resfriamento representado abaixo. Determine a quantidade de calor perdida durante 20 minutos.

(Dado: calor específico da água 1 cal/g × °C)

Observe os gráficos relacionados às mudanças de estado físico de duas substâncias diferentes.

Nos gráficos acima estão representadas duas substâncias diferentes. A substância I é comum em todas as mudanças de estado físico, mas a substância II possui uma anomalia em um dos processos. Identifique em qual processo de mudança de estado físico está representada essa anomalia.

Um bloco de 80 g de gelo à temperatura de 10 °C foi colocado em uma jarra com 100 g de água a 60 °C. 

A massa de gelo restante no equilíbrio térmico é: (Dados: c_gelo = 0,5 cal/g ∙ °C; c_água = 1 cal/g ∙ °C; L_fusão = 80 cal/g)

(Ufac) O calor de fusão do gelo é de 80 cal/g. Qual o tempo mínimo necessário para fundir 500 g de gelo a 0 °C, se o gelo absorve em média 800 cal/s?

(UFRN) A existência da água em seus três estados físicos, sólido, líquido e gasoso, torna nosso planeta um local peculiar em relação aos outros planetas do Sistema Solar. Sem tal peculiaridade, a vida em nosso planeta seria possivelmente inviável. Portanto, conhecer as propriedades físicas da água ajuda a melhor utilizá-la e assim contribuir para a preservação do planeta. Na superfície da Terra, em altitudes próximas ao nível do mar, os estados físicos da água estão diretamente relacionados à sua temperatura conforme mostrado no gráfico abaixo.

Esse gráfco representa o comportamento de uma massa de 1,0 g de gelo a uma temperatura inicial de -50 °C, colocada em um calorímetro que, ligado a um computador, permite determinar a temperatura da água em função da quantidade de calor que lhe é cedida. Observando-se o gráfico, pode-se concluir que a quantidade de calor necessária para liquefazer a massa de 1,0 g de água e elevar sua temperatura de 0 °C até 100 °C é de, respectivamente:

Dado L_parafina = 50 cal/g, a quantidade de calor que deve ser fornecida a uma massa de 250 g de parafina para que ela derreta integralmente é: 

Na natureza todo objeto ou matéria se apresenta em algum estado físico diferente. Alguns materiais possuem estados físicos bem definidos e outros utilizam porcentagens diferentes desses estados conhecidos na sua composição. Quais são os estados físicos conhecidos da matéria e qual a principal diferença entre eles?

O globo de plasma é um dispositivo capaz de transferir descarga elétrica entre pontos de uma esfera através de um pequeno gerador e um gás por onde essa descarga atravessará. A figura representa um modelo do globo citado:

maury75/iStock/Getty Imag

Qual é o estado físico do material dentro do globo, entre o gerador e o vidro, e como conduz eletricidade?

Uma barra de alumínio apresenta comprimento de 2 m à temperatura de 15 °C. Essa barra é aquecida até a temperatura de 40 °C. 

Considerando o coeficiente de dilatação linear do alumínio α = 23 ∙ 10^-6 °C^-1, o comprimento final da barra será:

Durante um processo de aquecimento, uma massa de 40 g de uma substância recebe calor referente aos dados do gráfico abaixo.

Determine o calor latente de ebulição dessa substância.

A naftalina é o nome comercial dado ao naftaleno, substância química capaz de passar direto do estado sólido para o gasoso. O produto caiu em desuso há algum tempo devido aos riscos de intoxicação aos seres humanos, especialmente às crianças, que podem, facilmente, confundir o produto com uma bala e ingeri-la. Dentre os sintomas mais frequentes da intoxicação por naftaleno estão: dores de cabeça fortes, confusão mental, lesões no fígado e nos rins, irritação nos olhos, na pele e no aparelho respiratório, dentre outros. Qual o processo de mudança de estado físico relacionado com o naftaleno?

(IFSP) Um estudante de física, ao nível do mar, possui um aquecedor de imersão de 420 W de potência e o coloca dentro de uma panela contendo 2 litros de água a 20 °C. Supondo que 80% da energia dissipada seja absorvida pela água, o intervalo de tempo necessário para que 20% dessa água seja vaporizada será aproximadamente de:

Dados:
Calor específco da água: 1,0 cal/g · °C
Calor latente de vaporização da água: 540 cal/g
Densidade absoluta da água: 1,0 kg/L
1 cal = 4,2 J

Durante o dia das bruxas algumas crianças resolveram fazer bebidas coloridas de onde sai um vapor bem interessante devido à colocação de cubos de gelo seco. Durante a troca de calor entre o gelo seco e a bebida, ocorre mudança de estado físico do gelo e o vapor é característica dessa mudança. Se forem colocados 4 cubos de gelo seco de massa m cada um, em um copo contendo 130 g de suco a 20 °C e, ao terminar a mudança de estado físico (equilíbrio térmico) a bebida tenha chegado a 10 °C, qual a massa de cada cubo de gelo seco colocado?

(Dados: calor específico da bebida: 1 cal/g × °C e calor latente do gelo seco: 130 cal/g)

Pela manhã o preparo do café é uma prática indispensável para algumas pessoas, já que ele é considerado um dos grandes prazeres do café da manhã. No preparo de uma xícara de café são utilizados 50 mL de água que serão aquecidos em um fogão até entrar em ebulição. Ao ser colocado na xícara restaram somente 40 mL de água para o café. Determine qual a quantidade de calor utilizada pela água que evaporou no processo. Dado: densidade da água: 1 g/cm³; calor latente de ebulição 540 cal/g.

A geladeira é uma das máquinas térmicas mais comuns em nossas residências, porém muitas pessoas desconhecem o seu funcionamento e até mesmo as substâncias e materiais que a compõe. O refrigerador, que é a principal parte da geladeira, é composto por um fluido refrigerante baseado nos compostos flúor, carbono e hidrogênio, conhecido como monoclorodifluorometano, um gás da família dos famosos CFCs.

Esse gás faz todo processo de refrigeração da geladeira quando passa por algumas partes do sistema, sofrendo alterações na sua pressão e temperatura. Ao passar pelo compressor sofre um aumento de pressão e pela serpentina ele troca calor com o ambiente até assumir sua forma líquida, entrando no condensador com uma temperatura bastante alta.

Imagine essa geladeira em um local com temperatura ambiente de 25 °C e contendo 400 g desse gás. Se o gás muda de estado físico durante a troca de calor, determine a quantidade de calor total trocada pelo gás durante essa mudança e qual o nome da mudança de estado físico citada no texto. Dado: Calor latente = 59 cal/g.

Um bloco de gelo de 5 kg que seria utilizado para refrigerar algumas bebidas em uma festa, porém foi esquecido sobre uma mesa durante 20 minutos, recebendo uma quantidade de energia térmica do ambiente de 2000 cal/min. Determine qual porcentagem da massa de gelo irá derreter durante esse tempo de exposição. Dado: calor latente de fusão 80 cal/g.