A calorimetria estuda as trocas de energia térmica em processos físicos e químicos, permitindo analisar aquecimentos, resfriamentos, mudanças de estado e reações em sistemas isolados ou em contato térmico. No Ensino Médio, esse conteúdo envolve relações entre calor, temperatura, capacidade térmica, calor específico e equilíbrio térmico, além do uso cuidadoso de unidades e sinais.
Em situações mais desafiadoras, é importante interpretar o contexto do problema, identificar se há mudança de fase, mistura de substâncias ou reação exotérmica/endotérmica, e aplicar corretamente o princípio da conservação de energia. As questões a seguir exploram esses raciocínios em situações contextualizadas, com foco em análise e cálculo.
Questões sobre calorimetria
Questão 01
Gabarito: alternativa A). Correto. Usa-se Q = m.c.ΔT, então ΔT = 8400/(200·4,2) = 10 °C.
Questão 02
Gabarito: alternativa B). Correto. Igualando o calor perdido pelo metal ao ganho da água, obtém-se temperatura final próxima de 26 °C.
Comentários por alternativa:
- A) Fica baixo demais para o calor cedido pelo metal.
- B) Correto. Igualando o calor perdido pelo metal ao ganho da água, obtém-se temperatura final próxima de 26 °C.
- C) Esse valor superestima o aquecimento da água.
- D) O metal não tem calor suficiente para elevar tanto a água.
- E) O resultado não chega perto desse valor pelo grande calor específico da água.
Questão 03
Gabarito: alternativa B). Correto. Q = m.Lf + m.c.ΔT = 100·334 + 100·4,2·10 = 37600?
Comentários por alternativa:
- A) Falta considerar o aquecimento da água após a fusão.
- B) Correto. Q = m.Lf + m.c.ΔT = 100·334 + 100·4,2·10 = 37600?
- C) Gelo não aquece como água líquida; após fundir, há aquecimento da água.
- D) O valor numérico não corresponde aos dados fornecidos.
- E) A estimativa é vaga; o cálculo exige as duas parcelas.
Questão 04
Gabarito: alternativa A). Correto. Capacidade térmica C = Q/ΔT = 5000/25 = 100 J/°C.
Comentários por alternativa:
- A) Correto. Capacidade térmica C = Q/ΔT = 5000/25 = 100 J/°C.
- B) Esse resultado exigiria 3125 J para 25 °C de aumento.
- C) A massa não entra sozinha; é preciso usar Q/ΔT.
- D) O valor não decorre apenas de receber muito calor.
- E) A variação de 25 °C não leva a 250 J/°C.
Questão 05
Gabarito: alternativa A). Correto. Como é a mesma substância, a temperatura final é a média ponderada: 30 °C.
Comentários por alternativa:
- A) Correto. Como é a mesma substância, a temperatura final é a média ponderada: 30 °C.
- B) A média simples não vale quando as massas são diferentes.
- C) Esse valor excede a média ponderada correta.
- D) A água mais quente não domina tanto quanto a massa maior da água fria.
- E) As massas influenciam diretamente o resultado.
Questão 06
Gabarito: alternativa A). Correto. Pela convenção usual, ΔU = Q – W = 12 – 5 = 7 kJ.
Comentários por alternativa:
- A) Correto. Pela convenção usual, ΔU = Q – W = 12 – 5 = 7 kJ.
- B) Nem todo o calor vira energia interna quando há trabalho.
- C) O trabalho não substitui o calor na conta.
- D) A soma direta ignora a convenção de sinais.
- E) A expansão com trabalho realizado não gera variação negativa aqui.
Questão 07
Gabarito: alternativa B). Correto. O balanço de calor leva a um equilíbrio próximo de 33 °C.
Comentários por alternativa:
- A) Fica abaixo do valor de equilíbrio calculado.
- B) Correto. O balanço de calor leva a um equilíbrio próximo de 33 °C.
- C) A simples posição intermediária não basta em calorimetria.
- D) O ferro não aquece a água até esse ponto com esses dados.
- E) A temperatura final não se aproxima tanto da inicial do ferro.
Questão 08
Gabarito: alternativa A). Correto. c = Q/(m.ΔT) = 1600/(80·40) = 0,50 J/(g·°C).
Comentários por alternativa:
- A) Correto. c = Q/(m.ΔT) = 1600/(80·40) = 0,50 J/(g·°C).
- B) Esse valor exigiria 2560 J para o mesmo aquecimento.
- C) Falta dividir também pela variação de temperatura.
- D) A variação é 40 °C, mas o cálculo numérico não leva a 1,25.
- E) O valor não é definido pela energia recebida isoladamente.
Questão 09
Gabarito: alternativa D). Correto. O calor liberado na condensação aquece a água e leva o sistema a cerca de 75 °C.
Comentários por alternativa:
- A) Fica abaixo do equilíbrio calculado.
- B) O valor não corresponde ao balanço de energia.
- C) A quantidade de vapor não leva a essa temperatura.
- D) Correto. O calor liberado na condensação aquece a água e leva o sistema a cerca de 75 °C.
- E) A água inicial não chega tão perto de 100 °C.
Questão 10
Gabarito: alternativa B). Correto. Para a mesma massa e o mesmo calor, menor calor específico implica maior variação de temperatura.
Comentários por alternativa:
- A) Se o calor específico é maior, a variação de temperatura tende a ser menor.
- B) Correto. Para a mesma massa e o mesmo calor, menor calor específico implica maior variação de temperatura.
- C) Isso só ocorreria se os calores específicos fossem iguais.
- D) Maior calor específico não significa maior aquecimento.
- E) O cobre tem calor específico menor que o alumínio.
Comentários por alternativa: