Exercícios sobre calor latente: 6 questões com gabarito

Quando ensino mudanças de estado, percebo que muitos estudantes decoram a fórmula, mas ainda confundem o que acontece com a temperatura durante a fusão ou a vaporização. Já usei exercícios curtos para tornar essa diferença mais visível: primeiro identificamos o estado inicial e o final, depois calculamos a energia.

Separei seis questões sobre calor latente que ajudam a variar o nível de raciocínio, da aplicação direta à análise de resultados experimentais. Incluí comentários para cada alternativa, dicas e referências pedagógicas. Assim, você pode aproveitar o material como revisão, atividade diagnóstica ou ponto de partida para montar uma lista própria.

O que é calor latente e como explicá-lo?

Calor latente é a energia transferida para uma substância durante uma mudança de estado físico, sem que sua temperatura varie enquanto a transformação acontece. Para calcular essa energia, usamos Q = m · L: Q representa o calor trocado, m é a massa e L é o calor latente específico, cujo valor depende da substância e da mudança considerada. Na fusão, por exemplo, o sólido passa a líquido; na vaporização, o líquido passa a gás. Eu costumo destacar que a energia não desaparece: ela é usada na transformação das partículas, e não para elevar a temperatura naquele intervalo. Também verifico se as unidades combinam, como gramas com J/g ou quilogramas com J/kg. Essa checagem simples evita muitos erros de fator mil e ajuda a turma a interpretar o resultado, não apenas a aplicar uma fórmula.

Na prática, vale desenhar uma curva de aquecimento e marcar os trechos em que a temperatura fica constante. Em seguida, comparo duas perguntas: “quanto a temperatura mudou?” e “qual estado mudou?”. Essa conversa ajuda a separar calor sensível de calor latente.

Como trabalhar exercícios sobre calor latente na prática?

Eu organizo a resolução em quatro passos: identifico a mudança de estado, anoto a massa, seleciono o calor latente correspondente e aplico Q = m · L. Depois confiro unidades e sentido da troca: fusão e vaporização absorvem energia, enquanto solidificação e condensação liberam energia. Por exemplo, se 100 g de água vaporizam com L = 2 260 J/g, a energia absorvida é 226 000 J. Se o exercício pede energia liberada na condensação, o módulo pode ser calculado pela mesma relação, mas explicito que o calor sai da substância. Eu também peço aos estudantes que estimem se o resultado deve ser maior ou menor quando a massa muda. Essa previsão antes da conta revela compreensão proporcional e torna os erros mais fáceis de discutir, sem transformar a atividade em uma sequência mecânica de substituições numéricas.

Quando preparo uma lista, alterno dados em gramas e quilogramas para verificar conversões e incluo ao menos um caso experimental, com perdas de energia. A página inicial do GeraProva permite conhecer a plataforma; ela pode ajudar a gerar variações de questões quando preciso economizar tempo de preparação.

Como diferenciar fusão, vaporização e condensação?

Fusão é a passagem do sólido para o líquido; vaporização é a passagem do líquido para o gasoso; condensação é a passagem do gasoso para o líquido. Essa identificação vem antes do cálculo, porque cada processo tem um calor latente associado e um sentido de troca de energia. Em geral, fusão e vaporização absorvem calor, enquanto condensação libera calor. Eu peço que a turma descreva a situação com uma seta entre os estados, como sólido → líquido, antes de escolher o nome da transformação. Também chamo atenção para a temperatura: no modelo apresentado nos exercícios, ela permanece constante durante a mudança de estado. Em questões de vaporização, é importante notar se a água já está no ponto de ebulição; se ainda estiver aquecendo, pode haver uma etapa anterior de calor sensível. Separar as etapas evita somar energias que o enunciado não pediu.

Uma forma rápida de revisar é propor exemplos cotidianos e pedir que os estudantes indiquem estado inicial, estado final e se a substância absorve ou libera energia. Só depois entram os números.

Questões prontas com gabarito comentado

As seis questões abaixo cobrem cálculo direto, interpretação de mudanças de estado e análise de dados experimentais. Todas se relacionam à habilidade EM13CNT101, que envolve analisar transformações e conservação de energia. Os níveis de Bloom vão de lembrar e compreender a aplicar e analisar, o que permite usar os itens em momentos diferentes da sequência didática. Eu sugiro pedir que os estudantes registrem a fórmula, a substituição dos valores e uma frase interpretando a resposta. Assim, mesmo quando acertam o número, consigo perceber se entenderam por que a temperatura fica constante ou por que a condensação libera calor. As dicas de resolução também funcionam como apoio para uma correção coletiva, enquanto os distratores revelam confusões comuns, como trocar o sentido da transformação, ignorar a massa ou usar unidades incompatíveis. Você pode selecionar alguns itens ou adaptar a ordem conforme sua turma.

1. Como avaliar uma estimativa experimental do calor latente de fusão?

Em uma aula de Física, 0,500 kg de gelo a 0 °C recebeu 1,00 × 10⁵ J até derreter completamente, ainda a 0 °C. O calorímetro não era perfeitamente isolado. O valor de referência para a fusão é 3,34 × 10⁵ J/kg. Calcule o calor latente estimado e compare-o com a referência.

Dica de resolução: use Q = m · L e isole L. Conceito central: calor latente de fusão. Para revisão: fórmula do calor latente. BNCC: EM13CNT101. Bloom: Analisar.

• ❌ A) 2,50 × 10⁵ J/kg. Exigiria dividir por 0,400 kg, não pelos 0,500 kg informados.
• ❌ B) 5,00 × 10⁴ J/kg. Introduz um fator dois sem justificativa em Q = mL.
• ❌ C) 1,00 × 10⁵ J/kg. Considera a massa como 1 kg, em vez de 0,500 kg.
• ✅ D) 2,00 × 10⁵ J/kg; menor que a referência, diferença compatível com perdas ou incertezas. L = Q/m = 1,00 × 10⁵/0,500. O calorímetro não isolado pode explicar a diferença.
• ❌ E) 3,34 × 10⁵ J/kg. Repete o valor tabelado e ignora os dados experimentais.

2. Qual mudança de estado ocorre quando água ferve?

Um estudante aquece 100 g de água até 100 °C, ao nível do mar, e continua aquecendo até que toda se transforme em vapor. Durante a transformação, a temperatura permanece constante. Considere Lv = 2 260 J/g e despreze perdas. Identifique a mudança e calcule a energia absorvida.

Dica de resolução: identifique a transformação e calcule Q = mL. Conceito central: mudança de estado físico. Para revisão: mudança de estado e cálculo de energia. BNCC: EM13CNT101. Bloom: Compreender.

• ❌ A) Sublimação, 226 000 J. A energia está correta, mas sublimação é sólido → gasoso.
• ✅ B) Vaporização, 226 000 J. Líquido → vapor; Q = 100 × 2 260 = 226 000 J.
• ❌ C) Condensação, 226 000 J. Condensação é gás → líquido, sentido oposto ao descrito.
• ❌ D) Fusão, 226 000 J. Fusão é sólido → líquido.
• ❌ E) Vaporização, 2 260 J. Usa o calor latente para apenas 1 g, não para 100 g.

3. Quanta energia é necessária para derreter 200 g de gelo?

Uma amostra de gelo de 200 g está inicialmente a 0 °C e permanece nessa temperatura até derreter completamente. Considere calor latente específico de fusão igual a 334 J/g e perdas desprezíveis. Qual energia é absorvida?

Dica de resolução: multiplique a massa pelo calor latente. Conceito central: calor latente de fusão. Para revisão: aplicações do calor latente. BNCC: EM13CNT101. Bloom: Aplicar.

• ❌ A) 534 J. Soma indevidamente massa e calor latente, em vez de multiplicá-los.
• ❌ B) 66 466 J. Subtrai 334 do produto, operação sem relação com a fórmula.
• ❌ C) 133 600 J. Duplica sem motivo a energia de uma única fusão.
• ✅ D) 6,68 × 10⁴ J (66 800 J). Q = 200 × 334 = 66 800 J; a temperatura fica constante durante a fusão.
• ❌ E) 1,67 J. Divide o calor latente pela massa, em vez de multiplicar.

4. Quantos quilojoules são necessários para fundir 0,5 kg?

Uma substância muda de sólido para líquido. Seu calor latente de fusão é 80 kJ/kg e sua massa é 0,5 kg. Quantos quilojoules são necessários para a transformação?

Dica de resolução: multiplique massa e calor latente. Conceito central: calor latente de fusão. Para revisão: mudanças de estado. BNCC: EM13CNT101. Bloom: Lembrar.

• ❌ A) 20 kJ. Não corresponde ao produto dos dados fornecidos.
• ✅ B) 40 kJ. Q = 0,5 × 80 = 40 kJ.
• ❌ C) 60 kJ. Excede o resultado do cálculo.
• ❌ D) 80 kJ. Seria o valor para 1 kg, não para 0,5 kg.
• ❌ E) 100 kJ. É superior ao necessário e resulta de erro no cálculo da massa.

5. Qual energia derrete 100 g de gelo a 0 °C?

Uma amostra de gelo de 100 g, inicialmente a 0 °C, derrete completamente sem variar a temperatura. Considere calor latente específico de fusão igual a 334 J/g e energia fornecida exclusivamente como calor latente. Calcule a energia necessária.

Dica de resolução: calcule Q = m · L. Conceito central: calor de fusão. Para revisão: calor latente e fusão. BNCC: EM13CNT101. Bloom: Aplicar.

• ❌ A) 334 J. Usa o valor por grama sem multiplicar pela massa.
• ✅ B) 33.400 J. Q = 100 × 334 = 33.400 J.
• ❌ C) 66.800 J. Duplica a energia sem que haja uma segunda amostra.
• ❌ D) 3.340 J. Corresponderia a 10 g, não a 100 g.
• ❌ E) 16.700 J. Usa metade da massa informada.

6. Quanto calor é liberado na condensação de 20 g de vapor?

Qual quantidade de calor é liberada quando 20 g de vapor d’água se condensam a 100 °C? Considere calor latente de vaporização Lv = 2 260 kJ/kg. Apresente o valor em kJ.

Dica de resolução: use Q = m · Lv e converta 20 g para 0,020 kg. Conceito central: calor de condensação. Para revisão: aplicações do calor latente. BNCC: EM13CNT101. Bloom: Aplicar.

• ❌ A) 60 kJ. A justificativa não segue a relação entre massa e calor latente.
• ✅ B) 45,2 kJ liberados. Q = 0,020 × 2 260 = 45,2 kJ; a condensação libera energia.
• ❌ C) 100 kJ. Supõe energia sem relação com os dados do problema.
• ❌ D) 10 kJ. Subestima o resultado e não aplica corretamente a fórmula.
• ❌ E) 35 kJ. Uma média entre massa e calor latente não calcula energia.

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