Resolução de Exercícios de Termologia e Gases

Um corpo ao receber 1000 cal, varia a sua temperatura em 50 ºC. Qual é o valor de sua capacidade térmica?

Dados: Q = 1000 cal, ΔT = 50 ºC

Fórmula: Q = C * ΔT

Cálculo: C = Q / ΔT = 1000 cal / 50 ºC = 20 cal/ºC

Resposta: A capacidade térmica do corpo é 20 cal/ºC.

Uma substância com calor específico 0,5 cal/g ºC é aquecida. Sabendo que a massa do corpo que a contém é de 2 kg, determine a capacidade térmica do corpo.

Dados: c = 0,5 cal/g ºC, m = 2 kg = 2000 g

Fórmula: C = m * c

Cálculo: C = 2000 g * 0,5 cal/g ºC = 1000 cal/ºC

Resposta: A capacidade térmica do corpo é 1000 cal/ºC.

Um corpo de 3 kg, inicialmente a 20 ºC, é aquecido até 100 ºC. Sabe-se que o calor específico do corpo é de 0,3 cal/g ºC. Determine a quantidade de calor que foi recebida pelo corpo?

Dados: m = 3 kg = 3000 g, T_inicial = 20 ºC, T_final = 100 ºC, c = 0,3 cal/g ºC

Cálculo da variação de temperatura: ΔT = T_final - T_inicial = 100 ºC - 20 ºC = 80 ºC

Fórmula: Q = m * c * ΔT

Cálculo: Q = 3000 g * 0,3 cal/g ºC * 80 ºC = 900 * 80 cal = 72.000 cal

Resposta: A quantidade de calor recebida pelo corpo foi de 72.000 cal.

Um bloco de gelo de 5 kg precisa de quanto calor para se fundir completamente?

Dados: m = 5 kg = 5000 g, Calor latente de fusão do gelo (L_f) ≈ 80 cal/g

Fórmula: Q = m * L_f

Cálculo: Q = 5000 g * 80 cal/g = 400.000 cal

Resposta: São necessárias 400.000 cal para fundir completamente o bloco de gelo.

Uma temperatura na escala Fahrenheit é expressa por um valor que é o quíntuplo do correspondente na escala Celsius. Qual a temperatura?

Relação entre escalas: T_F = (9/5) * T_C + 32

Condição dada: T_F = 5 * T_C

Substituição: 5 * T_C = (9/5) * T_C + 32

Cálculo:

• 5 * T_C - (9/5) * T_C = 32
• (25/5) * T_C - (9/5) * T_C = 32
• (16/5) * T_C = 32
• T_C = 32 * (5/16)
• T_C = 2 * 5
• T_C = 10 ºC

Verificação: T_F = 5 * 10 ºC = 50 ºF. Usando a fórmula: T_F = (9/5) * 10 + 32 = 18 + 32 = 50 ºF. A condição é satisfeita.

Resposta: A temperatura é 10 ºC (ou 50 ºF).

Um gás no estudo inicial apresenta pressão de 8 atm, temperatura de 127 ºC e ocupa um volume de 4 l. Qual será o volume ocupado por ele se a pressão passar para 5 atm e sua temperatura for reduzida para 27 ºC?

Dados iniciais (Estado 1): P₁ = 8 atm, T₁ = 127 ºC = 127 + 273 = 400 K, V₁ = 4 l

Dados finais (Estado 2): P₂ = 5 atm, T₂ = 27 ºC = 27 + 273 = 300 K, V₂ = ?

Lei Geral dos Gases: (P₁ * V₁) / T₁ = (P₂ * V₂) / T₂

Cálculo:

• (8 atm * 4 l) / 400 K = (5 atm * V₂) / 300 K
• 32 / 400 = 5 * V₂ / 300
• 0,08 = 5 * V₂ / 300
• 0,08 * 300 = 5 * V₂
• 24 = 5 * V₂
• V₂ = 24 / 5
• V₂ = 4,8 l

Resposta: O novo volume ocupado pelo gás será de 4,8 l.

Determine a pressão exercida por 2 mols de um gás, que ocupa um volume de 8 l a 127 ºC.

Dados: n = 2 mol, V = 8 l, T = 127 ºC = 127 + 273 = 400 K

Constante dos gases ideais: R = 0,082 atm·l/(mol·K)

Equação de Clapeyron: P * V = n * R * T

Cálculo:

• P * 8 l = 2 mol * 0,082 atm·l/(mol·K) * 400 K
• P * 8 = 2 * 32,8
• P * 8 = 65,6
• P = 65,6 / 8
• P = 8,2 atm

Resposta: A pressão exercida pelo gás é de 8,2 atm.

Um gás sofre a transformação como é mostrado no gráfico. Determine a pressão exercida pelo gás no estado C. Dado: temperatura do gás em A é T = 300 K.

Análise do Gráfico (assumindo um gráfico PV onde A, B e C são pontos):

• Estado A: P_A = 3.10⁵ N/m², V_A = 2.10^-3 m³, T_A = 300 K
• Estado B: P_B = 1,5.10⁵ N/m², V_B = 4.10^-3 m³
• Estado C: P_C = ?, V_C = ?

Observação: Sem informações sobre a transformação entre os estados ou as propriedades do estado C (como volume ou temperatura), não é possível determinar a pressão P_C apenas com os dados fornecidos. O cálculo apresentado no HTML original parece tentar relacionar A e B, mas não leva a C.

Assumindo que a pergunta se refere a um cálculo intermediário ou que há informações faltantes no enunciado original. Se a intenção era calcular algo relacionado a A e B, o cálculo parcial seria:

Relação entre A e B (se for uma transformação isobárica ou outra específica): O cálculo original P_A.V_A = P_B.V_B não é uma lei geral para estados diferentes, a menos que a temperatura seja constante (Lei de Boyle-Mariotte). Se assumirmos T_A = T_B:

• P_A * V_A = P_B * V_B
• (3.10⁵ N/m²) * (2.10^-3 m³) = (1,5.10⁵ N/m²) * (4.10^-3 m³)
• 600 = 600. A temperatura é constante entre A e B.

Para determinar P_C, precisaríamos de mais informações sobre o estado C ou a transformação que leva a C.

Defina calor e temperatura.

Calor: É a energia térmica em trânsito entre dois sistemas ou corpos que possuem temperaturas diferentes. O calor flui espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.

Temperatura: É uma medida da energia cinética média das partículas (átomos ou moléculas) que compõem uma substância. Quanto maior a agitação das partículas, maior a temperatura.

Explique as brisas marítima e terrestre.

Brisa Marítima (durante o dia): O sol aquece a terra mais rapidamente que a água. O ar sobre a terra fica mais quente, menos denso e sobe. Para preencher o espaço deixado pelo ar quente, o ar mais frio e denso vindo do mar se move em direção à terra.

Brisa Terrestre (durante a noite): A terra perde calor mais rapidamente que a água. O ar sobre a terra fica mais frio e denso. O ar mais quente e menos denso sobre o mar sobe, e o ar mais frio da terra se move em direção ao mar para ocupar o seu lugar.