Exercícios de calorimetria (questões resolvidas e explicadas)
Pratique seus conhecimentos sobre calor específico com esta lista de exercícios envolvendo essa importante propriedade térmica das substâncias.
Questão 1
Em uma experiência escolar com uma amostra de uma substância, 60 J de calor é fornecido a essa substância, após, a variação de temperatura é medida.
Considerando o calor específico da substância ser de 0,5 J/g·K, determine a massa da substância se a variação de temperatura for de 30°C.
a) 1 g
b) 2 g
c) 3 g
d) 4 g
e) 5 g
Dados
c = 0,5 J/g·K
Variação de temperatura: = 30°C.
Objetivo
Determinar a massa da substância.
Fórmula
Como houve variação de temperatura sem a mudança de fase, usaremos a fórmula do calor específico.
Resolução
O calor específico e a temperatura devem estar nas mesmas unidades. No entanto, em Kelvin ou Celsius a variação é a mesma.
Utilizando a fórmula e isolando m, temos:
Substituindo os valores dos dados:
Resposta
A amostra possuía 4 g.
Questão 2
Um bloco de cobre com massa desconhecida é utilizado em um experimento. Quando 585 J de calor são fornecidos ao bloco observa-se que a temperatura aumenta em 50°C. Sabendo que o calor específico do cobre é de 0,39 J/g·K, determine a massa do bloco de cobre.
a) 28 g
b) 30 g
c) 32 g
d) 44 g
e) 64 g
Dados
c = 0,39 J/g·K
Q = 585 J
Variação de temperatura: = 50°C.
Objetivo
Determinar a massa da amostra de cobre.
Fórmula
Como houve variação de temperatura sem a mudança de fase, usaremos a fórmula do calor específico.
Resolução
Utilizando a fórmula e isolando m, temos:
Resposta
A amostra de cobre era de 30 g.
Questão 3
Se uma amostra de 200 g de água for aquecida por uma fonte de calor, aumentando sua temperatura em 80ºC sem alterar seu estado, terá recebido uma energia térmica de:
Dado: calor específico da água de 1 cal/g.ºC.
a) 10 000 cal
b) 12 000 cal
c) 14 000 cal
d) 16 000 cal
e) 18 000 cal
Dados
200 g de água.
c da água = 1 cal/g.ºC.
Objetivo
Determinar a quantidade de calor fornecido.
Fórmula
Como houve variação de temperatura sem a mudança de fase, usaremos a fórmula do calor específico.
Resolução
Resposta
A amostra de água terá recebido 16 000 cal.
Questão 4
Um estudante tem um objeto de massa desconhecida feito de um material com calor específico de 1,2 J/g·K. Ele deseja aumentar a temperatura desse objeto em 20°C, aplicando 300 J de calor. A massa do objeto é de
a) 12,5 g.
b) 20,5 g.
c) 25,5 g.
d) 30,5 g.
e) 35,5 g.
Dados:
Calor específico do material (c) = 1,2 J/g·K
Quantidade de calor fornecida (Q) = 300 J
Variação de temperatura (ΔT) = 20°C
Objetivo:
Determinar a massa do objeto.
Fórmula:
Resolução:
Utilizar a fórmula para determinar a massa do objeto.
Resposta:
A massa do objeto é de 12,5 gramas.
Questão 5
Um recipiente contém 150 g de óleo com calor específico de 1,8 J/g·K. Se a temperatura do óleo aumentar em 25°C, a quantidade de calor fornecida é de:
a) 4,50 kJ
b) 6,25 kJ
c) 6,75 kJ
d) 9,00 kJ
e) 1,125 kJ
Dados:
Massa do óleo (m) = 150 g
Calor específico do óleo (c) = 1,8 J/g·K
Variação de temperatura (ΔT) = 25°C
Objetivo:
Determinar a quantidade de calor fornecida ao óleo.
Fórmula:
Resolução:
Utilizar a fórmula para calcular a quantidade de calor fornecida.
Resposta:
A quantidade de calor fornecida ao óleo é de 6 750 joules, ou 6,75 kJ.
Questão 6
Um objeto de 100 g recebe 800 J de calor e sua temperatura aumenta em 40°C. A variação de temperatura que seria observada se o objeto tivesse uma massa de 200 g e recebesse a mesma quantidade de calor seria de:
a) 10°C
b) 15°C
c) 20°C
d) 25°C
e) 30°C
Dados:
Massa: m = 100 g
Calor específico: desconhecido.
Variação de temperatura: ΔT = 40°C
Objetivo:
Determinar a variação de temperatura se a massa fosse de 200 g, recebendo a mesma quantidade de calor.
Fórmula:
Resolução:
Podemos determinar o calor específico na primeira situação.
Com o valor do calor específico, podemos determinar qual seria a variação da temperatura com a massa de 200 g.
Resposta:
A variação de temperatura seria de 20ºC.
Questão 7
Uma amostra de chumbo com massa desconhecida recebe 7.800 J de calor e sua temperatura aumenta em 30°C. Sabendo que o calor específico do chumbo é de 0,13 J/g·K, a massa da amostra é de
a) 2.000 g
b) 3.000 g
c) 4.000 g
d) 5.000 g
e) 6.000 g
Dados:
Calor específico do chumbo: c = 0,13 J/g·K
Variação de temperatura (ΔT) = 30°C
Objetivo:
Determinar a massa da amostra.
Fórmula:
Resolução:
Isolando m na fórmula e substituindo os valores:
Resposta:
A massa da amostra é de 2 000 g.
Questão 8
(Enem 2019) Em uma aula experimental de calorimetria, uma professora queimou 2,5 g de castanha-de-caju crua para aquecer 350 g de água, em um recipiente apropriado para diminuir as perdas de calor. Com base na leitura da tabela nutricional a seguir e da medida da temperatura da água, após a queima total do combustível, ela concluiu que 50% da energia disponível foi aproveitada. O calor específico da água é 1 cal g−1 °C−1, e sua temperatura inicial era de 20 °C.
Qual foi a temperatura da água, em grau Celsius, medida ao final do experimento?
a) 25
b) 27
c) 45
d) 50
e) 70
Dados:
Massas:
2,5 g de castanha-de-caju.
350 g de água.
50% da energia disponível foi aproveitada.
Calor específico da água é 1 cal g−1 °C−1.
Temperatura inicial de 20°C.
Q = 70 kcal em 10 g de castanhas.
Objetivo:
Determinar a temperatura final da água.
Fórmula:
Resolução:
Passo 1: determinar a energia em 2,5 g de castanhas.
Como 2,5 g é 1/4 de 10 g, a quantidade de energia também será de 1/4.
50% desta quantidade de energia Q foi fornecida a água.
17 500 / 2 = 8 750 J
Passo 2: determinar a variação da temperatura da água.
Passo 3: determinar a temperatura final da água.
20ºC + 25º = 45ºC
Resposta:
A temperatura final é de 45ºC.
Questão 9
(Enem 2018) Para preparar um sopa instantânea, uma pessoa aquece em um forno micro-ondas 500 g de água em uma tigela de vidro de 300 g. A temperatura inicial da tigela e da água era de 6 °C. Com o forno de micro-ondas funcionando a uma potência de 800 W, a tigela e a água atingiram a temperatura de 40 °C em 2,5 min. Considere que os calores específicos do vidro e da sopa são, respectivamente, e e que 1 cal = 4,2 J.
Que percentual aproximado da potência usada pelo micro-ondas é efetivamente convertido em calor para o aquecimento?
a) 11,8%
b) 45,0%
c) 57,1%
d) 66,1%
e) 78,4%
Dados:
500 g de água
300 g de vidro
Temperatura inicial de 6º C
Temperatura final de 40º C
Potência de 800 W
Tempo de 2,5 min ou 150 s.
Calor específico do vidro 0,2 cal/g . ºC
Calor específico da água 1 cal/g . ºC
Objetivo:
Determinar o percentual da potência efetiva para o aquecimento.
Fórmula:
Resolução:
Passo 1: determinar a quantidade de calor total produzido pelo micro-ondas.
Passo 2: determinar a quantidade de energia necessária para elevar de 6 ºC para 40 ºC o conjunto.
Transformando para J
19 040 . 4,2 = 79 968
Como o problema pede um valor aproximado, faremos 80 000.
Passo 3: determinar a porcentagem.
Resposta:
O resultado mais próximo é de 66,1%.
Questão 10
(VUNESP 2019) Considere que um fogão forneça um fluxo constante de calor e que esse calor seja inteiramente transferido da chama ao que se deseja aquecer. O calor específico da água é 1,00 cal/(g⋅ºC) e o calor específico de determinado óleo é 0,45 cal/(g⋅ºC). Para que 1000 g de água, inicialmente a 20 ºC, atinja a temperatura de 100 ºC, é necessário aquecê-la por cinco minutos sobre a chama desse fogão. Se 200 g desse óleo for aquecido nesse fogão durante um minuto, a temperatura desse óleo será elevada em, aproximadamente,
a) 120 ºC.
b) 180 ºC.
c) 140 ºC.
d) 160 ºC.
e) 100 ºC
Dados:
1000 g de água.
200 g de óleo.
5 min de aquecimento da água.
1 min de aquecimento do óleo.
Variação de temperatura da água de 80ºC (100 - 20).
Calor específico da água 1 cal/(g⋅ºC).
Calor específico do óleo 0,45 cal/(g⋅ºC).
Objetivo:
Determinar a variação de temperatura do óleo.
Resolução:
Passo 1: determinar a quantidade de energia utilizada para aquecer a água.
Passo 2: determinar a potência do fogão.
Passo 3: determinar a variação de temperatura do óleo.
Resposta:
A variação será de aproximadamente 180ºC.
Para mais exercícios:
Para aprender mais:
- Calor Específico: o que é, fórmula e exercícios
- Calor Sensível: o que é, fórmula e exercícios
- Calor Latente: o que é, fórmula e exercícios
- Calorimetria
- Calor e Temperatura
- Capacidade Térmica: o que é, fórmula e exercícios
ASTH, Rafael. Exercícios de calorimetria (questões resolvidas e explicadas). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-calor-especifico/. Acesso em: