- Física - Exercício calorimetria
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Módulo 27
Exercícios Resolvidos de Calor
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Questão 39
(UFPB) Um engenheiro testa materiais para serem usados na fabricação da carroceria de um automóvel. Entre outras propriedades, é desejável a utilização de materiais com alto calor específico. Ele verifica que, para aumentar em 3ºC a temperatura de 32 g do material A, é necessário fornecer 24 cal de calor a esse material. Para obter o mesmo aumento de temperatura em 40 g do material B, é preciso 24 cal. Já 50 g do material C necessitam 15 cal para sofrer o mesmo acréscimo de temperatura. Os calores específicos dos materiais A, B e C são respectivamente:
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Questão 39
a) CA = 0,25 cal/g°C; CB = 0,20 cal/g°C; CC = 0,10 cal/g°C
b) CA = 0,20 cal/g°C; CB = 0,35 cal/g°C; CC = 0,15 cal/g°C
c) CA = 0,30 cal/g°C; CB = 0,10 cal/g°C; CC = 0,20 cal/g°C
d) CA = 0,35 cal/g°C; CB = 0,20 cal/g°C; CC = 0,10 cal/g°C
e) CA = 0,10 cal/g°C; CB = 0,30 cal/g°C; CC = 0,25 cal/g°C
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Resposta 39
Cgºcal/ c
c
c
mcQ
A Material
A 25,096
24
33224
Ccal/gº c120
24c
3C4024
B Material
B 2,0
Ccal/gº c
c
c
c Material
c 1,0150
15
35015
Letra A
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Questão 40
Um bloco de metal de massa 50 g está a 10ºC. Ao receber 1.000 cal, sua temperatura sobe para 60º C. A capacidade térmica do bloco vale, em cal/ºC:
a) 0,4
b) 10
c) 20
d) 50
e) 100
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Resposta 40
Ccal/º c
c
c
CQ
2050
1000
)1060(100
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Questão 41
(UERJ) A quantidade de calor necessária para ferver a água que enche uma chaleira comum de cozinha é, em calorias, da ordem de:
a) 102
b) 103
c) 104
d) 105
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510
10011000
11
Q
Q
KgL
Letra D
Resposta 41
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Questão 42(UFG) Com o objeto de economizar energia, um morador instalou no telhado de sua residência um coletor solar com capacidade de 1,2 x 108 cal/dia. Toda essa energia foi utilizada para aquecer 2,0 x 103 L de água armazenada em um reservatório termicamente isolado. De acordo com estes dados, a variação da temperatura da água (em graus Celsius) ao final de um dia é de:Dados:Calor específico da água ca = 1,0 cal/gºCDensidade da água da = 1,0 g/cm3
a) 1,2 b) 6,0 c) 12,0 c) 60,0 e) 120,0
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Resposta 42
C
mcQ
Kgxlx
lKgcmg
60102
102,1
102102,1
³102³102
/1/1
6
8
68
3
Letra D
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Questão 43
(UFRJ) Sabemos que no verão, sob sol a pino, a temperatura da areia da praia fica muito maior que a da água. Para avaliar quantitativamente este fenômeno, , um estudante coletou amostras de massas iguais de água e de areia e cedeu a cada uma delas a mesma quantidade de calor. Verificou, então, que enquanto a temperatura da amostra de areia sofreu um acréscimo de 50ºC, a temperatura da amostra de água sofreu um acréscimo de apenas 6ºC. Considere o calor específico da água 1,00 cal/g ºC. Calcule o calor específica da areia. ´
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Resposta 43
Cgcalc
cmm
mQ
mQ
cmQ
/12,050
6
506
6
61
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Questão 44(UFRS) Um corpo de alumínio e outro de ferro possuem massas mAl e mFer respectivamente. Considere que o calor específico do alumínio é o dobro do calor específico do ferro.Se os dois corpos, ao receberem a mesma quantidade de calor Q, sofrem a mesma variação de temperatura ∆T, as massas dos corpos são tais que´
a)mAI = 4mFc
b)mAI = 2mFc
c)mAI = mFc
d) mAI = mFc /2e)mAI = 4mFc /4
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Resposta 44
2
2
FeAl
FeFeFeAl
FeFeAlAl
FeAl
mm
cmcm
cmcm
Letra D
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Questão 45(PUC) UM líquido, cuja massa é de 1000 g, é aquecido por um aquecedor de potência igual a 8.100 Watts. O calor específico do líquido é de 2,7 J/g ºC. Qual é variação de temperatura do líquido por unidade de tempo, em ºC/s?
a) 2,7
b) 3
c) 8,1
d) 0,33
e) 300´
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Resposta 45
32700
8100
7,210008100
81001
8100
cmQ
JQ
Qt
QP
Letra B
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Módulo 28Exercícios Resolvidos
de Mudanças de Estados
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Questão 46
(UERJ) O calor específico da água é da ordem de 1,0 cal . g-1 . ºC-1 e seu calor latente de fusão é igual a 80 cal . g-1 . Para transformar 200 g de gelo a 0ºC em água a 30ºC, a quantidade de energia necessária, em quilocalorias, equivale a:
a) 8b) 11c) 22d) 28
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Resposta 46
calQ
Q
calQ
Q
cmQ
calQ
Q
lmQ
T
T
22000
600016000
6000
301200
16000
80200
2
2
2
1
1
1
Letra C
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Questão 47(UERJ) Uma menina deseja fazer um chá de camomila, mas só possui 200g de gelo a 0ºC e um forno de microondas cuja potência máxima é 800W. Considere que a menina está no nível do mar, o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g, o calor específico da água é 1 cal/g ºC e que 1 cal vale aproximadamente 4 joules. Usando esse forno sempre na potência máxima, o tempo necessário para a água entrar em ebulição é:
a) 45 sb) 90 sc) 180 sd) 360 s
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Resposta 47
calQ
Q
calQ
Q
mlQ
20000
1001200
16000
80200
2
2
1
1
1
180800
144000
144000800
144000
43600036000
t
t
t
QP
JQ
xQcalQ
T
TT
Letra C
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Questão 48O gráfico a seguir representa a temperatura de uma amostra de massa 20 g de determinada substância, inicialmente no estado sólido, em função da quantidade de calor que ela absorve:
Com base nessas informações, marque a alternativa correta.
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Questão 48
a) O calor latente de fusão da substância é igual a 30 cal/g.
b) O calor específico na fase sólida é maior do que o calor
específico da fase líquida.
c) A temperatura de fusão da substância é de 300º C.
d) O calor específico na fase líquida da substância vale 1,0
cal/(g . ºC).
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Resposta 48
gcall
l
l
mlQ
/3020
600
20600
Cgcalc
c
c
cmQ
/5,1400
600
2020600
Letra A
![Page 25: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/25.jpg)
Questão 49(UERJ) Um técnico, utilizando uma fonte t térmica de potência eficaz igual a 100W, realizada uma experiência para determinar a quantidade de energia necessária para fundir completamente 100g de chumbo, a partir da temperatura de 27ºC.Ele anota os dados da variação da temperatura em função do tempo, ao longo da experiência, e constrói o gráfico a seguir:
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Questão 49(Se o chumbo tem calor específico igual a 0,13J/g ºC e calor latente de fusão igual a 25J/g, então o instante T do gráfico, em segundos, e a energia total consumida, em joules, correspondem respectivamente, a:
a) 25 2 2.500
b) 39 e 3.900
c) 25 3 5.200
d) 39 e 6.400
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Resposta 49
t
t
Qp
JQ
Q
cmQ
3900100
3900
30013,0100
JQ
tPQ
st
t
640064.100
.
39100
3900
Letra D
![Page 28: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/28.jpg)
Questão 50
(UERJ) Um recipiente de capacidade térmica desprezível contém 1Kg de um líquido extremamente viscoso.Dispara-se um projétil de 2 x 10-2 Kg que, ao penetrar no líquido, vai rapidamente ao repouso. Verifica-se então que a temperatura do líquido sofre um acréscimo de 3ºC.Sabendo que o calor específico do líquido é 3 J/Kg ºC, calcule a velocidade com que o projétil penetra no líquido.
![Page 29: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/29.jpg)
Resposta 50
92
²
9
331
mv
QEc
JQ
Q
cmQ
smv
v
v
v
/30
²109
²109²10
9²
2
![Page 30: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/30.jpg)
Questão 51(UERJ) Um calorímetro de capacidade térmica desprezível tem uma de suas paredes inclinada como mostra a figura.Um bloco de gelo, a 0ºC, é abandonado a 1,68 x 10-1 m de altura e desliza até atingir a base do calorímetro, quando pára.
Sabendo que o calor latente de fusão do gelo vale 3,36 x 105 J/Kg e considerando g = 10 m/s2, calcule a fração da massa do bloco de gelo que se funde.
![Page 31: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/31.jpg)
Resposta 51
6
5
5
1
105
1036,3
68,1
1036,368,1
68,1
1068,110
xm
m
xm
m
xmm
mlQ
mEp
mEp
hgmEp
![Page 32: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/32.jpg)
Módulo 29Exercícios Resolvidos de Principio das Trocas
de calor
![Page 33: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/33.jpg)
Questão 52(UNIRIO) Num recipiente adiabático que contém 1,0 litro de água, colocou-se um bloco de ferro de massa igual a 1,0 Kg. Atingido o equilíbrio térmico, verificou-se que a temperatura da água aumentou em 50º C, enquanto o bloco se resfriou em algumas centenas de graus Celsius.Isso ocorreu em virtude da diferença entre suas (seus):
a) Capacidade térmicas.b) Densidades.c) Calores latentes.d) Coeficientes de dilatação térmica.e) Coeficientes de condutibilidade térmica.
![Page 34: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/34.jpg)
Resposta 52
a) Capacidade térmicas.
b) Densidades.
c) Calores latentes.
d) Coeficientes de dilatação térmica.
e) Coeficientes de condutibilidade térmica.
![Page 35: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/35.jpg)
Resposta 52
a) Capacidade térmicas.
b) Densidades.
c) Calores latentes.
d) Coeficientes de dilatação térmica.
e) Coeficientes de condutibilidade térmica.
![Page 36: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/36.jpg)
Questão 53
(UNIRIO) Em um recipiente adiabático são misturados 100 g de líquido A, inicialmente a uma temperatura de 80º C, e 100 g de líquido B, inicialmente a uma temperatura de 20º C. Depois de atingido o equilíbrio térmico, a temperatura da mistura é de 60º C. Considerando-se CA e CB os calores específicos das substâncias A e B, respectivamente, determine o valor da razão CA / CB.
![Page 37: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/37.jpg)
Resposta 53
22000
4000
20004000
040002000
040100)20(100
0
B
A
AB
BA
BA
BA
c
c
cc
cc
cc
![Page 38: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/38.jpg)
Questão 54
(UNIRIO) Em um recipiente termicamente isolado são misturados 100 g de água a 8º C com 200 g de água a 20º C. A temperatura final de equilíbrio será igual a:
a) 10º Cb) 14º Cc) 15º Cd) 16ºCe) 20ºC
![Page 39: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/39.jpg)
Resposta 54
CT
T
T
T
TT
TT
16300
4800
4800300
04800300
04000200800100
0)20(1200)8(1100
021
Letra D
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Questão 55(UNIRIO)
Representemos acima o diagrama de variação da temperatura de duas massas de água, m, (inicialmente a 80º C) e m2 ( inicialmente a 20º C), que foram misturadas em um vaso adiabático,
![Page 41: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/41.jpg)
Questão 55Considerando os dados fornecidos pelos gráficos, podemos afirmar que:
a) m1 = 3m2
b) m1=m2/2
c) m1 = m2/3
d) m1 = 2m2
e) m1 = m2
![Page 42: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/42.jpg)
Resposta 55
2
2
4020
020)40(
0)2040(1)8040(1
0
21
12
12
21
21
21
mm
mm
mm
mm
mm
Letra B
![Page 43: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/43.jpg)
Questão 56(UERJ) Uma bolinha de aço a 120º C é colocada sobre um pequeno cubo de gelo a 0º C.Em escala linear, o gráfico que melhor representa a variação, no tempo, das temperaturas da bolinha de aço e do cubo de gelo, até alcançarem um estado de equilíbrio, é:
![Page 44: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/44.jpg)
Resposta 56
![Page 45: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/45.jpg)
Resposta 56
![Page 46: - Física - Exercício calorimetria](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022050705/5588bba7d8b42a2e598b46cb/html5/thumbnails/46.jpg)
Questão 57(UNIFICADO) Em um calorímetro ideal, colocam-se 100 de gelo a 0º C com 1000g de água líquida a 0º C. Em seguida, são formuladas três hipóteses sobre o que poderá ocorrer com o sistema água + gelo no interior do calorímetro:
I – parte do gelo derreterá, diminuindo a massa do bloco de gelo;
II – parte da água congelará, diminuindo a massa de água líquida;
III – as massas de gelo e de água líquida permanecerão inalteradas.
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Questão 57Assinalando V para hipótese verdadeira e F para hipótese falsa, a sequência correta será:
a) F, F, F
b) F, F, V
c) F, V. F
d) V, F, F
e) V, V, F
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Resposta 57Assinalando V para hipótese verdadeira e F para hipótese falsa, a sequência correta será:
a) F, F, F
b) F, F, V
c) F, V. F
d) V, F, F
e) V, V, F
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Questão 58(UNIFICADO) Em um calorímetro ideal misturam-se uma certa massa de vapor d’água a 100º C com uma outra massa de gelo a O ºC, sob pressão que é mantida normal. Após alguns minutos, estabelece-se o equilíbrio térmico.Dentre as opções abaixo, assinale a única que apresenta uma situação impossível para o equilíbrio térmico.
a) Gelo e água a 0ºC.
b) Apenas água a 0ºC.
c) Apenas água a 50ºC
d) Apenas água a 100ºC
e) Apenas vapor d’água a 100ºC
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Questão 58
a) Gelo e água a 0ºC.
b) Apenas água a 0ºC.
c) Apenas água a 50ºC
d) Apenas água a 100ºC
e) Apenas vapor d’água a 100ºC
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Resposta 58
a) Gelo e água a 0ºC.
b) Apenas água a 0ºC.
c) Apenas água a 50ºC
d) Apenas água a 100ºC
e) Apenas vapor d’água a 100ºC
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Questão 59UFF) Em um recipiente termicamente isolado e de capacidade térmica desprezível, são colocados 50g de gelo a 0ºC e um bloco de 50 g de alumínio a 120ºC. Sabe-se que os calores específicos de alumínio, do gelo e da água valem, respectivamente, 0,2 cal/g ºC, o,5 cal/g ºC e que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g.Uma vez atingido o equilíbrio térmico, é correto afirmar que:
a) parte do gelo derreteu e a temperatura é 0ºC;
b) parte do gelo derreteu e a temperatura é 20ºC;
c) parte do gelo derreteu e a temperatura é 50ºC;
d) Todo o gelo derreteu e a temperatura é 0ºC;
e) Todo o gelo derreteu e a temperatura é 20ºC;
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Resposta 59
a) parte do gelo derreteu e a temperatura é 0ºC;
b) parte do gelo derreteu e a temperatura é 20ºC;
c) parte do gelo derreteu e a temperatura é 50ºC;
d) Todo o gelo derreteu e a temperatura é 0ºC;
e) Todo o gelo derreteu e a temperatura é 20ºC;
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Resposta 59
gm
m
mlQ
calQ
Q
mcQ
1580
1200
801200
1200
1202,050
Letra A
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Questão 60(UFRJ) Um calorímetro, considerado ideal, contém, inicialmente, uma certa massa de água à temperatura de 19.8ºC. Observa-se que, após introduzir no calorímetro uma massa de gelo a 0ºC, de valor igual a um quarto de massa inicial da água, a temperatura de equilíbrio térmico é 0ºC, com o gelo totalmente derretido. A partir desses dados, obtenha o calor latente de fusão do gelo. Considere o calor específico da água igual a 1,0 cal/g ºC.
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Resposta 60
gcall
l
lm
m
lm
Q
mlQ
mQ
mQ
mcQ
/2,79
48,194
8,19
4
8,19
8,191
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Questão 61(UNIRIO) No café de manhã de uma fábrica, é oferecida aos funcionários uma certa quantidade de café com leite, misturados, com massas iguais, obtendo-se uma mistura a uma temperatura de 50º C. Supondo que os calores específicos do café e do leite são iguais, indique qual a temperatura que o café deve ter ao ser adicionado ao leite, caso o leite esteja a uma temperatura inicial de 30º C.
a) 40ºC
b) 50ºC
c) 60ºC
d) 70ºC
e) 80ºC
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Resposta 61
CT
Tmcmc
Tmcmc
mcTmcmc
cmTcm
QQ Lc
70
70
070
02050
0)3050()50(
0
Letra D
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Questão 62(UFF) Assinale a opção que apresenta a afirmativa correta.a) O calor específico de uma substância é sempre constante.b) A quantidade de calor necessária para aquecer uma certa
massa de água de 0º C a 5º C é igual à quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma mesma massa de gelo de 0ºC a 5º C.
c) Massas iguais de água e alumínio ao receberem a mesma quantidade de calor sofrerão a mesma variação de temperatura.
d) Misturando-se água a 10ºC com gelo a 0ºC, a temperatura final de equilíbrio térmico será sempre menor que 10ºC e maior que 0ºC.
e) Corpos de massas e materiais diferentes podem ter capacidades térmicas iguais.
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Resposta 62a) O calor específico de uma substância é sempre constante.b) A quantidade de calor necessária para aquecer uma certa
massa de água de 0º C a 5º C é igual à quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma mesma massa de gelo de 0ºC a 5º C.
c) Massas iguais de água e alumínio ao receberem a mesma quantidade de calor sofrerão a mesma variação de temperatura.
d) Misturando-se água a 10ºC com gelo a 0ºC, a temperatura final de equilíbrio térmico será sempre menor que 10ºC e maior que 0ºC.
e) Corpos de massas e materiais diferentes podem ter capacidades térmicas iguais.
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Resposta 62a) O calor específico de uma substância é sempre constante.b) A quantidade de calor necessária para aquecer uma certa
massa de água de 0º C a 5º C é igual à quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma mesma massa de gelo de 0ºC a 5º C.
c) Massas iguais de água e alumínio ao receberem a mesma quantidade de calor sofrerão a mesma variação de temperatura.
d) Misturando-se água a 10ºC com gelo a 0ºC, a temperatura final de equilíbrio térmico será sempre menor que 10ºC e maior que 0ºC.
e) Corpos de massas e materiais diferentes podem ter capacidades térmicas iguais.