Exercícios

Questões de Calorimetria – 9º ano – parte 3

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A calorimetria estuda as trocas de energia térmica entre corpos e as variações de temperatura que elas provocam. Neste conjunto, você vai resolver situações em que entram calor sensível, calor latente, equilíbrio térmico e capacidade térmica, sempre com foco no conteúdo do 9º ano.

As questões foram elaboradas em nível difícil, com contextos cotidianos e cálculos diretos, mas exigindo leitura atenta e interpretação física. A ideia é avaliar não só a conta, mas também a compreensão de como a energia se distribui em sistemas térmicos.

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Questões de Calorimetria – 9º ano – parte 3

Questão 01

1) Um bloco de metal recebe 1.800 J de calor e sua temperatura sobe de 20 °C para 50 °C. Sabendo que a massa do bloco é 0,5 kg, qual é o calor específico do material?

Gabarito: alternativa B). Correto. Use Q = m·c·ΔT: 1800 = 500·c·30, então c = 0,12 J/(g·°C).

Comentários por alternativa:

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  • A) O valor ficou baixo para os dados fornecidos.
  • B) Correto. Use Q = m·c·ΔT: 1800 = 500·c·30, então c = 0,12 J/(g·°C).
  • C) A conta não fecha com o calor recebido e a variação térmica.
  • D) O resultado ficou acima do calculado para esse bloco.
  • E) Esse valor é incompatível com a energia informada.

Questão 02

2) Dois líquidos de mesma substância, com massas diferentes, estão a temperaturas distintas. Ao serem misturados em um recipiente isolado, o sistema atinge uma temperatura intermediária. O que melhor explica esse resultado?

Gabarito: alternativa D). Correto. Em um sistema isolado, o calor sai do corpo mais quente e vai para o mais frio até o equilíbrio.

Comentários por alternativa:

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  • A) Troca de calor implica variação de energia.
  • B) Mistura térmica não altera a massa dos líquidos dessa forma.
  • C) O equilíbrio não ocorre na temperatura inicial do mais quente.
  • D) Correto. Em um sistema isolado, o calor sai do corpo mais quente e vai para o mais frio até o equilíbrio.
  • E) O recipiente não produz calor novo no processo.

Questão 03

3) Uma peça de 200 g, inicialmente a 80 °C, é colocada em 300 g de água a 20 °C. Sabendo que o sistema é isolado e que o calor específico da peça é 0,4 cal/(g·°C), e o da água é 1 cal/(g·°C), qual é a temperatura de equilíbrio?

Gabarito: alternativa A). Correto. Igualando o calor perdido pela peça ao ganho da água, chega-se a 32 °C.

Comentários por alternativa:

  • A) Correto. Igualando o calor perdido pela peça ao ganho da água, chega-se a 32 °C.
  • B) Não satisfaz o equilíbrio entre os dois corpos.
  • C) Valor muito próximo da água inicial para os dados apresentados.
  • D) Exige mais calor do que a peça pode ceder.
  • E) Fica acima do valor obtido no balanço térmico.

Questão 04

4) Durante o aquecimento de uma substância pura, o gráfico mostra temperatura constante por certo intervalo, embora o sistema continue recebendo energia. O que acontece nesse trecho?

Gabarito: alternativa E). Correto. Nesse intervalo, o calor é latente e fica associado à mudança de estado.

Comentários por alternativa:

  • A) Nesse intervalo, a temperatura não sobe.
  • B) O platô é físico, não erro do instrumento.
  • C) Se o sistema recebe energia, não faz sentido supor perda para o ambiente nesse contexto.
  • D) A massa não precisa mudar para haver platô térmico.
  • E) Correto. Nesse intervalo, o calor é latente e fica associado à mudança de estado.

Questão 05

5) Uma amostra de 100 g de gelo a 0 °C recebe 8.000 cal em um sistema isolado. Considerando calor de fusão do gelo igual a 80 cal/g, o que ocorre ao final?

Gabarito: alternativa C). Correto. 100 g exigem 8.000 cal para fundir; o calor recebido vai para a fusão e depois aquece a água.

Comentários por alternativa:

  • A) Não sobra calor após fundir, pelos valores dados.
  • B) A energia recebida é suficiente para derreter toda a massa.
  • C) Correto. 100 g exigem 8.000 cal para fundir; o calor recebido vai para a fusão e depois aquece a água.
  • D) Gelo a 0 °C não aquece acima disso sem antes fundir.
  • E) A energia é justamente a necessária para a fusão total.

Questão 06

6) Um aluno aquece duas placas iguais, A e B, com a mesma quantidade de calor. A placa A tem maior capacidade térmica que a placa B. O que se espera para a variação de temperatura de cada uma?

Gabarito: alternativa B). Correto. Para o mesmo calor, maior capacidade térmica implica menor variação de temperatura.

Comentários por alternativa:

  • A) Maior capacidade térmica não produz maior aumento de temperatura.
  • B) Correto. Para o mesmo calor, maior capacidade térmica implica menor variação de temperatura.
  • C) A variação depende da capacidade térmica de cada placa.
  • D) Capacidade térmica menor não impede variação de temperatura.
  • E) A massa pode influenciar, mas a capacidade térmica é o ponto central.

Questão 07

7) Em um calorímetro ideal, misturam-se 200 g de água a 60 °C com 100 g de água a 20 °C. Qual é a temperatura final aproximada?

Gabarito: alternativa E). Correto. Como é a mesma substância, a temperatura final é a média ponderada pela massa: 46,7 °C?

Comentários por alternativa:

  • A) Fica abaixo do valor esperado para a mistura.
  • B) Não corresponde ao balanço térmico entre as massas.
  • C) Excede o valor obtido pela conservação de energia.
  • D) Está acima do resultado da média ponderada.
  • E) Correto. Como é a mesma substância, a temperatura final é a média ponderada pela massa: 46,7 °C?

Questão 08

8) Um estudante afirma: 'Se dois corpos têm a mesma temperatura, então não há troca de calor entre eles.' Em qual situação essa afirmação é adequada?

Gabarito: alternativa A). Correto. Na mesma temperatura e em equilíbrio térmico, não há fluxo líquido de calor entre os corpos.

Comentários por alternativa:

  • A) Correto. Na mesma temperatura e em equilíbrio térmico, não há fluxo líquido de calor entre os corpos.
  • B) Massa diferente não determina troca de calor.
  • C) Mesmo material não garante mesma temperatura.
  • D) Movimento não define equilíbrio térmico.
  • E) Receber calor do ambiente não implica ausência de troca entre corpos.

Questão 09

9) Uma barra de 400 g recebe 2.400 J e sua temperatura aumenta de 15 °C para 45 °C. Qual é o calor específico da barra?

Gabarito: alternativa D). Correto. Pela expressão Q = m·c·ΔT, temos 2400 = 400·c·30, então c = 0,20 J/(g·°C).

Comentários por alternativa:

  • A) Resultado abaixo do obtido pela conta.
  • B) A energia não sustenta esse calor específico.
  • C) Valor alto para os dados informados.
  • D) Correto. Pela expressão Q = m·c·ΔT, temos 2400 = 400·c·30, então c = 0,20 J/(g·°C).
  • E) Fica acima do valor calculado.

Questão 10

10) Em um experimento, um corpo de 150 g a 100 °C é colocado em 250 g de água a 20 °C. Sabendo que o calor específico do corpo é 0,2 cal/(g·°C) e o da água é 1 cal/(g·°C), qual temperatura de equilíbrio mais se aproxima do resultado?

Gabarito: alternativa C). Correto. No balanço térmico, o corpo cede calor e a água recebe até atingir cerca de 28 °C.

Comentários por alternativa:

  • A) Fica abaixo do equilíbrio calculado.
  • B) Ultrapassa o valor obtido no balanço.
  • C) Correto. No balanço térmico, o corpo cede calor e a água recebe até atingir cerca de 28 °C.
  • D) Exige mais calor do que o sistema troca.
  • E) Está acima da temperatura prevista.

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