Exercícios

Questões de Calorimetria – 9º ano

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A calorimetria estuda as trocas de calor entre corpos e as variações de temperatura em diferentes materiais. Neste conjunto, os exercícios exploram conceitos como capacidade térmica, calor específico, equilíbrio térmico e mudanças de estado, sempre em situações do cotidiano.

As questões a seguir foram elaboradas para o 9º ano, com nível difícil e abordagem contextualizada. Leia com atenção, compare as informações e aplique as relações da calorimetria para identificar a alternativa correta em cada item.

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Questões de Calorimetria – 9º ano

Questão 01

1. Em uma aula prática, um bloco de alumínio de 200 g, inicialmente a 20 °C, recebe 3 600 J de energia térmica. Considere o calor específico do alumínio igual a 0,9 J/(g·°C). Qual é a temperatura final aproximada do bloco, supondo que todo o calor foi absorvido pelo metal?

Gabarito: alternativa B). Correta. Usando Q = m.c.ΔT, temos ΔT = 3600/(200·0,9) = 20 °C, então a temperatura final é 40 °C.

Comentários por alternativa:

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  • A) O aumento seria menor que o obtido pela relação Q = m.c.ΔT.
  • B) Correta. Usando Q = m.c.ΔT, temos ΔT = 3600/(200·0,9) = 20 °C, então a temperatura final é 40 °C.
  • C) A variação térmica calculada não atinge 15 °C.
  • D) Esse valor não resulta da divisão entre calor, massa e calor específico.
  • E) O aumento de 30 °C exigiria mais energia do que a informada.

Questão 02

2. Dois líquidos A e B, sem perdas de calor, são misturados em um recipiente isolado. O líquido A tem 100 g, calor específico 2,0 J/(g·°C) e está a 80 °C. O líquido B tem 200 g, calor específico 1,0 J/(g·°C) e está a 20 °C. Qual temperatura de equilíbrio térmico o sistema tende a atingir?

Gabarito: alternativa D). Correta. No equilíbrio, o calor perdido por A iguala o calor ganho por B, resultando em 40 °C.

Comentários por alternativa:

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  • A) O valor fica abaixo do resultado do equilíbrio calculado.
  • B) O sistema troca calor até um valor intermediário, não próximo de 60 °C.
  • C) A média simples não representa a troca de calor entre materiais diferentes.
  • D) Correta. No equilíbrio, o calor perdido por A iguala o calor ganho por B, resultando em 40 °C.
  • E) A proximidade com uma média aritmética não define o equilíbrio térmico.

Questão 03

3. Um estudante aquece 500 g de água de 25 °C até 75 °C em um fogareiro. Sabendo que o calor específico da água é 4,2 J/(g·°C), qual foi a quantidade de calor absorvida pela água?

Gabarito: alternativa A). Correta. Aplicando Q = m.c.ΔT: 500 × 4,2 × 50 = 105 000 J.

Comentários por alternativa:

  • A) Correta. Aplicando Q = m.c.ΔT: 500 × 4,2 × 50 = 105 000 J.
  • B) Falta considerar a variação térmica na conta.
  • C) A variação de temperatura não foi de 25 °C.
  • D) Não há duplicação automática do valor calculado.
  • E) A expressão está incompleta e não produz o resultado correto.

Questão 04

4. Em um experimento, um bloco metálico de 300 g recebe a mesma quantidade de calor que um bloco de mesma massa feito de outro material. O primeiro tem calor específico menor que o segundo. O que se espera em relação às variações de temperatura dos dois blocos?

Gabarito: alternativa E). Correta. Para a mesma massa e mesmo calor, o material com menor calor específico varia mais a temperatura.

Comentários por alternativa:

  • A) Menor calor específico implica maior, não menor, variação de temperatura.
  • B) A igualdade de massa e calor não garante mesma variação quando os calores específicos diferem.
  • C) Maior calor específico costuma produzir menor variação térmica.
  • D) Não há dados que indiquem mudança de estado no experimento.
  • E) Correta. Para a mesma massa e mesmo calor, o material com menor calor específico varia mais a temperatura.

Questão 05

5. Um pedaço de ferro de 150 g, a 100 °C, é colocado em 250 g de água a 20 °C dentro de um recipiente isolado. Considere o calor específico do ferro igual a 0,45 J/(g·°C) e o da água igual a 4,2 J/(g·°C). Desprezando o calor do recipiente, a temperatura final fica mais próxima de:

Gabarito: alternativa C). Correta. No equilíbrio, o valor fica próximo de 28 °C, resultante do balanço entre o calor perdido pelo ferro e o ganho pela água.

Comentários por alternativa:

  • A) O equilíbrio ocorre um pouco acima disso, não tão próximo de 24 °C.
  • B) O cálculo não leva a 32 °C.
  • C) Correta. No equilíbrio, o valor fica próximo de 28 °C, resultante do balanço entre o calor perdido pelo ferro e o ganho pela água.
  • D) A média simples não representa o equilíbrio térmico.
  • E) O metal quente não fixa sozinho a temperatura final.

Questão 06

6. Um gráfico de aquecimento mostra que uma substância recebe calor continuamente e, em certo trecho, a temperatura permanece constante por algum tempo. Qual interpretação descreve melhor esse comportamento?

Gabarito: alternativa B). Correta. Na mudança de estado, o calor fornecido é empregado na transformação física, mantendo a temperatura constante.

Comentários por alternativa:

  • A) Mesmo sem aumento de temperatura, ainda pode haver absorção de calor.
  • B) Correta. Na mudança de estado, o calor fornecido é empregado na transformação física, mantendo a temperatura constante.
  • C) O enunciado fala em calor recebido continuamente, não em perda para o recipiente.
  • D) O material pode continuar recebendo energia durante a mudança de estado.
  • E) O calor específico não se torna zero nesse processo.

Questão 07

7. Uma substância X tem massa de 80 g e calor específico de 0,5 J/(g·°C). Outra substância Y tem massa de 80 g e calor específico de 2,5 J/(g·°C). Se ambas recebem 4 000 J de energia térmica, quais são, respectivamente, as variações de temperatura de X e Y?

Gabarito: alternativa E). Correta. ΔT = Q/(m.c): para X, 4000/(80·0,5) = 100 °C; para Y, 4000/(80·2,5) = 20 °C.

Comentários por alternativa:

  • A) A massa sozinha não determina a variação de temperatura.
  • B) A massa é igual nas duas substâncias, então não explica a diferença.
  • C) Os valores numéricos das variações não correspondem ao cálculo.
  • D) O calor não se divide igualmente quando os calores específicos são diferentes.
  • E) Correta. ΔT = Q/(m.c): para X, 4000/(80·0,5) = 100 °C; para Y, 4000/(80·2,5) = 20 °C.

Questão 08

8. Em um calorímetro ideal, 120 g de água a 60 °C são misturados com 80 g de água a 20 °C. Considerando que não há perdas, qual é a temperatura final do sistema?

Gabarito: alternativa A). Correta. Como é a mesma substância, a temperatura final é a média ponderada pelas massas: 44 °C.

Comentários por alternativa:

  • A) Correta. Como é a mesma substância, a temperatura final é a média ponderada pelas massas: 44 °C.
  • B) O cálculo correto leva a um valor maior que 36 °C.
  • C) A média simples ignora as massas diferentes.
  • D) A quantidade de água quente também influencia o equilíbrio.
  • E) O valor final não fica tão alto nesse balanço térmico.

Questão 09

9. Um bloco de cobre e um bloco de chumbo, ambos com 200 g, recebem a mesma quantidade de calor. Sabendo que o calor específico do cobre é maior que o do chumbo, qual conclusão é correta sobre a temperatura final de cada um?

Gabarito: alternativa D). Correta. Com mesma massa e mesmo calor recebido, o material de menor calor específico sofre maior aumento de temperatura.

Comentários por alternativa:

  • A) Melhor condução não implica maior temperatura final.
  • B) Metais também variam de temperatura ao receber calor.
  • C) Mesma energia não gera mesma temperatura final quando os calores específicos diferem.
  • D) Correta. Com mesma massa e mesmo calor recebido, o material de menor calor específico sofre maior aumento de temperatura.
  • E) As massas são iguais no enunciado, então isso não explica a diferença.

Questão 10

10. Um aluno quer determinar o calor específico de um líquido desconhecido. Ele aquece 200 g do líquido e verifica que, ao receber 3 000 J, sua temperatura sobe de 15 °C para 30 °C. Qual é o calor específico aproximado desse líquido?

Gabarito: alternativa C). Correta. Isolando c em Q = m.c.ΔT: c = 3000/(200·15) = 1,0 J/(g·°C).

Comentários por alternativa:

  • A) Falta considerar a variação de temperatura na conta.
  • B) Esse valor não resulta da fórmula com os dados fornecidos.
  • C) Correta. Isolando c em Q = m.c.ΔT: c = 3000/(200·15) = 1,0 J/(g·°C).
  • D) A temperatura inicial não entra dessa forma no cálculo.
  • E) A massa influencia, mas não determina sozinha o valor de c.

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