Questões sobre calorimetria

A calorimetria é uma área da física que estuda as trocas de calor entre corpos. Entender seus princípios é fundamental para resolver problemas práticos em vestibulares e no ENEM.

Essas questões abordam conceitos teóricos e práticos, permitindo que você se prepare adequadamente. Confira abaixo as questões e teste seus conhecimentos.

[quiz] 01) Uma amostra de água de 200 g está a 20°C e recebe uma quantidade de calor que a eleva a 80°C. Considerando que o calor específico da água é 1 cal/g°C, calcule a quantidade total de calor fornecida. Assinale a alternativa que representa esse valor.

a) 4000 cal. b) 12000 cal. c) 8000 cal. d) 2000 cal. e) 10000 cal. Resolução Detalhada: Utilizamos a fórmula Q = m * c * ∆T, onde: m = 200 g, c = 1 cal/g°C, e ∆T = (80 - 20)°C = 60°C. Portanto, Q = 200 g * 1 cal/g°C * 60°C = 12000 cal. [/quiz]

[quiz] 02) Um bloco de metal (massa = 500 g) a 100°C é imerso em 200 g de água a 25°C. Considerando que o calor específico da água é 1 cal/g°C e do metal é 0,1 cal/g°C, assinale a alternativa que representa a temperatura de equilíbrio térmico final do sistema.

a) 30°C. b) 32,5°C. c) 25°C. d) 50°C. e) 45°C. Resolução Detalhada: Utilizamos a preservação do calor, onde Q_perdido = Q_ganho. Assim, a equação fica: 500 * 0.1 * (100 - T_f) = 200 * 1 * (T_f - 25). Resolvendo, encontramos T_f ≈ 32,5°C. [/quiz]

[quiz] 03) Um recipiente contém 150 g de água a 15°C. Deseja-se aumentando a temperatura da água até 65°C. Qual a quantidade de calor necessária para realizar essa mudança térmica? Assinale a alternativa que representa corretamente essa quantidade.

a) 7500 cal. b) 7500 cal. c) 5000 cal. d) 10000 cal. e) 3000 cal. Resolução Detalhada: Usamos Q = m*c*∆T, onde: m = 150 g, c = 1 cal/g°C, e ∆T = (65° - 15°)°C = 50°C. Logo, Q = 150 * 1 * 50 = 7500 cal. [/quiz]

[quiz] 04) Uma mistura de água a 50°C com gelo a 0°C é deixada em um recipiente isolado até que chegue ao equilíbrio térmico. Se a massa da água é de 100 g e a massa do gelo é de 50 g, assinale a alternativa que indica a temperatura final atingida pelo sistema, considerando que o calor específico da água é 1 cal/g°C e o calor de fusão do gelo é 80 cal/g.

a) 25°C. b) 0°C. c) 10°C. d) 15°C. e) 5°C. Resolução Detalhada: O gelo absorve calor para se transformar em água: Q_gelo = m*gelo*h_fusao = 50 g * 80 cal/g = 4000 cal. Nesse caso, a água a 50°C não possui calor suficiente para fundir todo o gelo, levando a 0°C como a temperatura final. [/quiz]

[quiz] 05) Um bloco de alumínio (500 g) a 25°C é colocado em 1000 g de água a 80°C. Considerando que o calor específico do alumínio é 0,9 cal/g°C, calcule a temperatura de equilíbrio final. Assinale a alternativa que representa esse valor.

a) 50°C. b) 78°C. c) 70°C. d) 30°C. e) 40°C. Resolução Detalhada: Estabelecemos Q_perdido (água) = Q_ganho (alumínio). Assim, temos: 1000 * 1 * (80 - T_f) = 500 * 0.9 * (T_f - 25). Após resolver essa equação, conclude-se que T_f = 78°C. [/quiz]

[quiz] 06) Em um experimento, 100 g de água a 20°C são misturados com 50 g de gelo a 0°C. Qual a temperatura final da água após todo o gelo derreter? Assinale a alternativa que representa essa temperatura.

a) 10°C. b) 0°C. c) 5°C. d) 15°C. e) 8°C. Resolução Detalhada: O calor requerido para derreter o gelo é Q_gelo = m*h_fusao = 50*80 = 4000 cal; a água a 20°C não possui calor suficiente para aquecer todo o sistema. [/quiz]

[quiz] 07) Um caldeirão com 5 kg de água a 20°C é colocado sobre uma fonte de calor, e após certo tempo, a água atinge 80°C. Considerando o calor específico da água de 1 cal/g°C, qual a quantidade total de energia fornecida ao sistema? Assinale a alternativa correta.

a) 3000 cal. b) 300000 cal. c) 200000 cal. d) 100000 cal. e) 500000 cal. Resolução Detalhada: Usamos Q = m*c*∆T: Onde m = 5000 g (5 kg), ∆T = (80 - 20)°C = 60°C. Assim, Q = 5000 g * 1 cal/g°C * 60°C = 300000 cal. [/quiz]

[quiz] 08) Durante um processo de aquecimento, 200 g de uma solução aquosa tem o calor específico de 4,18 J/g°C. Se a temperatura da solução aumenta em 25°C, calcule a energia absorvida pela solução. Assinale a alternativa correta que apresenta essa energia.

a) 1045 J. b) 2095 J. c) 800 J. d) 1750 J. e) 2500 J. Resolução Detalhada: Usamos a fórmula Q = m * c * ∆T. Então, Q = 200 g * 4,18 J/g°C * 25°C = 2095 J. [/quiz]

[quiz] 09) Um recipiente contém 1 L de água a 100°C. Desejamos saber quanto de gelo a 0°C pode ser adicionado a esta água sem que sua temperatura diminua abaixo de 0°C. Utilize o calor de fusão do gelo, igual a 80 cal/g. Assinale a alternativa que melhor representa a quantidade de gelo que pode ser adicionada.

a) 100 g. b) 400 g. c) 200 g. d) 300 g. e) 500 g. Resolução Detalhada: A água a 100°C pode liberar calor total Q = m*g*∆T, onde m = 1000 g e ∆T = (100 - 0). Então, Q = 1000 g * 80 cal/g = 80000 cal. Assim, para derreter o gelo, usamos Q = m*gela. Isso significa 400 g. [/quiz]

[quiz] 10) Um corpo de 250 g feito de um material desconhecido é aquecido a 70°C e colocado em 1 L de água a 20°C. A temperatura de equilíbrio que se estabelece é de 25°C. Considerando o calor específico da água como 1 cal/g°C, encontre o calor específico do corpo desconhecido. Assinale a alternativa que representa esse valor.

a) 0,5 cal/g°C. b) 0,24 cal/g°C. c) 0,9 cal/g°C. d) 0,15 cal/g°C. e) 1 cal/g°C. Resolução Detalhada: Pela conservação de energia, temos m_c* c_c* (T inicial) + m_a * c_a * (T final) = m_c * c_c * (T final), onde resolvemos o c desconhecido. Aplicamos os dados e encontramos c ≈ 0,24 cal/g°C ao final. [/quiz]