Caiu no vestibular

Resolução dos exercícios 9, e 10.

Exercício 9:

(OBC)
Um bloco de gelo a 0°C e sob pressão normal, tem a forma de um paralelepípedo de espessura e = 20 cm. A área A do bloco de gelo exposta perpendicularmente à direção dos raios solares é igual a 400 cm². O bloco de gelo sofre fusão absorvendo 40% da energia radiante proveniente do Sol. Sendo L_f = 80 cal/g o calor latente de fusão do gelo, d_g = 0,92 g/cm³ a densidade do gelo e CS = 1,35 kJ/m².s, a quantidade média de energia solar que atinge a Terra por unidade de área e por unidade de tempo
(chamada constante solar) e considerando 1 cal = 4J, pode –se afirmar que todo bloco de gelo sofre fusão após, aproximadamente:

a) 44 s   b) 109 s   c) 139 s   d) 44 min   e ) 88 min.

Resolução:

0,4.(CS).A.Δt = m.L_f => 0,4.(CS).A.Δt = dg.A.e.L_f =>
0,4.1,35.10³.A.Δt = 0,92.10³.A.0,20.80.4
Δt ≅ 109 s

Resposta: b

Exercício 10:

(EFOMM)
Em um dia muito quente, em que a temperatura ambiente era de 30°C, Sr. Aldemir pegou um copo com volume de 194 cm³ de suco à temperatura ambiente e mergulhou nele dois cubos de gelo de massa 15 g cada. O gelo estava a -4°C e fundiu-se por completo. Supondo que o suco tem o mesmo calor específico e densidade que a água e que a troca de calor ocorra somente entre o gelo e o suco, qual a temperatura final do suco do Sr. Aldemir?

Assinale a alternativa CORRETA.
Dados: c_cágua = 1,0 cal/g.°C; c_gelo = 0,5 cal/g°C; e L_gelo = 80 cal/g
d_cágua = d_suco = 1,0 g/cm³

(a) 0 °C
(b) 2 °C
(c) 12 °C
(d) 15 °C
(e) 26 °C

Resolução:

Princípio das Trocas de Calor

Q_gelo + Q_fusãodogelo + Q_{cágua resultante da fusão de gelo} + Q_suco = 0
30.0,5.[0-(-4)] + 30.80 + 30.1,0.(θ-0) + 194.1,0 (θ-30) = 0
60 + 2400 + 30.θ +194.θ - 5820 = 0
224.θ = 3360
θ = 15 °C

Resposta: d

Exercícios propostos

Exercício 11:

(EUA)
O esquema mostra a constituição de uma garrafa térmica.

Espelham-se as paredes das ampolas e diminui-se a quantidade de ar entre elas para evitar a propagação de calor, respectivamente, por

(A) condução e radiação.
(B) convecção e condução.
(C) convecção e radiação.
(D) condução e convecção.
(E) irradiação e condução.

Exercício 12:

(UFScar)
O esquema ilustra um sistema de aquecimento solar da água.

A água fria, vinda da rede fornecedora de um poço ou de um reservatório, como se vê na figura, é remetida para uma serpentina envolta em coletores solares, placas que absorvem a energia vinda do Sol, onde é aquecida. A água aquecida flui, então, para o reservatório térmico (boiler) em condições de ser consumida. A transmissão do calor, vindo do Sol até os coletores, se dá através de ondas

(A) eletromagnéticas e pelo processo da condução.
(B) eletromagnéticas e pelo processo da radiação.
(C) eletromagnéticas e pelo processo da convecção.
(D) mecânicas e pelo processo da radiação.
(E) mecânicas e pelo processo da convecção.