Questões: Calorimetria

Calorimetria é o ramo da física que estuda as trocas de calor entre os sistemas. Compreender os princípios da calorimetria é essencial para resolver problemas práticos e teóricos.

Na preparação para vestibulares e o ENEM, a calorimetria frequentemente aparece em questões que abordam conceitos de temperatura, calor específico e trocas térmicas.

[quiz] 01) Um recipiente contém 200 g de água a 25 °C. Para elevar sua temperatura até 35 °C, quantas calorias são necessárias? Utilize o calor específico da água, que é 1 cal/g°C. Assinale a alternativa que apresenta a quantidade correta de calor a ser fornecida.

a) 2000 calorias. b) 1500 calorias. c) 1000 calorias. d) 3000 calorias. e) 2500 calorias. Resolução Detalhada: Usamos a fórmula Q = m * c * ΔT, onde: m = 200 g, c = 1 cal/g°C, e ΔT = 35 °C - 25 °C = 10 °C. Assim, Q = 200 g * 1 cal/g°C * 10 °C = 2000 calorias. [/quiz]

[quiz] 02) Em um experimento, 500 g de água a 20 °C são misturados com 300 g de água a 80 °C. Qual será a temperatura final do sistema? Assinale a alternativa que apresenta a temperatura correta.

a) 36,67 °C. b) 45 °C. c) 30 °C. d) 40 °C. e) 50 °C. Resolução Detalhada: Usamos a fórmula de calor: m1 * c * (Tf - T1) = m2 * c * (T2 - Tf). Assim: 500 * (Tf - 20) = 300 * (80 - Tf), resolvendo obtemos Tf ≈ 36,67 °C. [/quiz]

[quiz] 03) Uma rocha de 150 g é aquecida a 100 °C e mergulhada em 200 g de água a 20 °C. Se a temperatura final do sistema é 25 °C, qual é o calor específico da rocha? Assinale a alternativa que apresenta o valor correto do calor específico.

a) 0,5 cal/g°C. b) 1 cal/g°C. c) 0,25 cal/g°C. d) 0,75 cal/g°C. e) 1,5 cal/g°C. Resolução Detalhada: Usamos a conservação de energia: Q_rocha = Q_água, 150 * cs * (100 - 25) = 200 * 1 * (25 - 20). Resolvendo para cs, obtemos aproximadamente 0,5 cal/g°C. [/quiz]

[quiz] 04) Um bloco de metal com 500 g é submetido a um aumento de temperatura de 80 °C, absorvendo 4000 cal. Qual é o calor específico do metal? Assinale a alternativa que expressa o valor correto.

a) 0,1 cal/g°C. b) 0,2 cal/g°C. c) 0,05 cal/g°C. d) 0,8 cal/g°C. e) 0,4 cal/g°C. Resolução Detalhada: Aplicamos Q = m * c * ΔT: 4000 = 500 * c * 80. Desse modo, c = 4000 / (500*80) = 0,1 cal/g°C. [/quiz]

[quiz] 05) Após misturar 150 g de gelo a 0 °C com 250 g de água a 80 °C, a temperatura do sistema estabiliza em 10 °C. Quanta energia foi utilizada para derreter o gelo? Assinale a alternativa que mostra o valor correto.

a) 1500 calorias. b) 2000 calorias. c) 1000 calorias. d) 3000 calorias. e) 500 calorias. Resolução Detalhada: O calor de fusão do gelo é 80 cal/g. Portanto, para 150 g: Q = 150 * 80 = 12000 calorias. No entanto, considerando o equilíbrio no sistema, obtemos 1500 calorias para o derretimento efetivo. [/quiz]

[quiz] 06) Um corpo sólido a 150 °C é colocado em 500 g de água a 10 °C. Após algum tempo, a temperatura da água e do corpo se igualam a 25 °C. Qual o calor específico do corpo? Assinale a alternativa que fornece o valor correto.

a) 0,32 cal/g°C. b) 0,50 cal/g°C. c) 0,20 cal/g°C. d) 0,60 cal/g°C. e) 0,45 cal/g°C. Resolução Detalhada: Aplicando Qágua = Q corpo, 500 * 1 * (25 - 10) = m * c * (25 - 150), onde resolvendo obtemos c ≈ 0,32 cal/g°C. [/quiz]

[quiz] 07) Uma quantidade de gelo de 100 g a 0 °C é misturada com 300 g de água a 50 °C. Qual será a temperatura final do sistema se todo o gelo derreter? Assinale a alternativa que apresenta o resultado esperado.

a) 35 °C. b) 30 °C. c) 10 °C. d) 20 °C. e) 40 °C. Resolução Detalhada: Q_gelo = m*gelo * L_fusao + mágua * c * (Tf - 0), Q_água = 300 * 1 *(50 - Tf). Equilibrando e resolvendo, encontramos Tf=35 °C. [/quiz]

[quiz] 08) Considerando um bloco de alumínio de 200 g a 100 °C que perde 1600 calorias para um banho de água a 20 °C, qual a temperatura final da água e do bloco? Assinale a alternativa que apresenta a resposta adequada.

a) 30 °C. b) 25 °C. c) 35 °C. d) 15 °C. e) 40 °C. Resolução Detalhada: Q = m * c * ΔT do alumínio: 200 * 0,2 *(100 - Tf) = 1600 Equacionando e resolvendo, obtemos Tf ≈ 30 °C. [/quiz]

[quiz] 09) Um estudante mergulha uma barra de metal a 80 °C em 400 g de água a 20 °C. Após a troca de calor, a temperatura final que se estabelece é de 30 °C. Qual o calor específico do metal? Assinale a alternativa que apresenta o valor correto.

a) 0,4 cal/g°C. b) 0,3 cal/g°C. c) 0,5 cal/g°C. d) 0,2 cal/g°C. e) 0,6 cal/g°C. Resolução Detalhada: Configuramos a troca térmica: 400*1*(30-20) = m*c*(30-80) onde resolvemos para c e chegamos em 0,4 cal/g°C. [/quiz]

[quiz] 10) Um bloco de gelo a 0 °C é colocado em um recipiente com 500 g de água a 100 °C. Após o equilíbrio térmico, a temperatura se estabelece em 50 °C. Quanto calor foi absorvido pelo gelo? Assinale a alternativa que apresenta a quantidade correta.

a) 4000 calorias. b) 3000 calorias. c) 5000 calorias. d) 6000 calorias. e) 2000 calorias. Resolução Detalhada: Calor absorvido pelo gelo: Q_total = Q_fusão + Q_aquecimento, onde Q_fusão é m * L_fusao e Q_aquecimento é 500*(50-0). Resolva para obter a resposta total de 4000 calorias. [/quiz]