Exercícios: Temperatura, escalas termométricas e calor específico

Em um dia de inverno em Curitiba, o termômetro da casa de Ana marcava $5\,^\circ\text{C}$. Converta essa temperatura para a escala Kelvin e indique qual é a relação entre as escalas Celsius e Kelvin utilizada na conversão.

Um termômetro usado em uma receita de bolo indica $176\,^\circ\text{F}$ no forno em pré-aquecimento. Converta essa temperatura para a escala Celsius, escrevendo a expressão de conversão entre as escalas Fahrenheit e Celsius.

Lucas aquece $500\ \text{g}$ de água, de calor específico $1{,}0\ \text{cal/g}\cdot{}^\circ\text{C}$, de $20\,^\circ\text{C}$ até $60\,^\circ\text{C}$. Calcule a quantidade de calor recebida pela água, usando $Q = m\,c\,\Delta T$, e dê o resultado em calorias.

Uma escala termométrica fictícia, usada na turma de Júlia em uma atividade de laboratório, marca $10\,^\circ\text{X}$ no ponto de fusão do gelo e $210\,^\circ\text{X}$ no ponto de ebulição da água, ambos sob pressão normal. Determine a relação de conversão entre essa escala e a Celsius e calcule a leitura em $^\circ\text{X}$ correspondente a $35\,^\circ\text{C}$.

Um bloco de alumínio de massa $200\ \text{g}$ recebe $1.800\ \text{J}$ de calor e sua temperatura sobe de $25\,^\circ\text{C}$ para $35\,^\circ\text{C}$. Determine o calor específico do alumínio em $\text{J/(g}\cdot{}^\circ\text{C)}$ e explique por que, para a mesma quantidade de calor, um material de calor específico menor sofre maior variação de temperatura.

Pedro mistura $300\ \text{g}$ de água a $80\,^\circ\text{C}$ com $200\ \text{g}$ de água a $20\,^\circ\text{C}$ em um recipiente isolado termicamente, que não troca calor com o ambiente nem absorve calor. Calcule a temperatura final de equilíbrio e indique a condição que deve ser satisfeita pelas quantidades de calor trocadas.

Em um calorímetro ideal, Beatriz coloca $400\ \text{g}$ de água a $25\,^\circ\text{C}$ e introduz um bloco metálico de $300\ \text{g}$ aquecido a $125\,^\circ\text{C}$. O equilíbrio térmico ocorre a $30\,^\circ\text{C}$. Considere o calor específico da água igual a $1{,}0\ \text{cal/g}\cdot{}^\circ\text{C}$. Determine o calor específico do metal e, comparando-o com o da água, discuta o que isso indica sobre a capacidade de cada material de armazenar energia térmica.

Em uma cidade litorânea como Salvador, a temperatura da areia da praia varia muito mais ao longo do dia do que a da água do mar, embora ambas recebam a mesma radiação solar. Usando o conceito de calor específico e a expressão $Q = m\,c\,\Delta T$, argumente por que isso ocorre. Em seguida, suponha que $1{,}0\ \text{kg}$ de areia, com $c = 0{,}20\ \text{cal/g}\cdot{}^\circ\text{C}$, e $1{,}0\ \text{kg}$ de água recebam, cada um, $20.000\ \text{cal}$, e calcule a variação de temperatura de cada um.