Um calorímetro de capacidade térmica 6 cal/ºC contém 80 g de água (calor específico = 1 cal/g.ºC) a 20 ºC. Ao…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um calorímetro de capacidade térmica 6 cal/ºC contém 80 g de água (calor específico = 1 cal/g.ºC) a 20 ºC. Ao se colocar um bloco metálico de capacidade térmica 60 cal/ºC, a 100 ºC, no interior desse calorímetro, verificou-se que a temperatura final de equilíbrio térmico é 50 ºC. A quantidade de calor perdida para o ambiente, nesse processo, foi de (Mackenzie 2009)
- A) 420 cal
- B) 370 cal
- C) 320 cal
- D) 270 cal
- E) 220 cal
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o que cada corpo recebe ou cede de calor. O calorímetro (capacidade térmica 6 cal/ºC) e a água (80 g, calor específico 1 cal/g.ºC, logo capacidade térmica 80 cal/ºC) começam a 20 ºC e se aquecem até 50 ºC. O bloco metálico (capacidade térmica 60 cal/ºC) começa a 100 ºC e se resfria até 50 ºC. Passo 2: Calcule o calor recebido pelo calorímetro e pela água: (6 + 80) x (50 - 20) = 86 x 30 = 2580 cal. Passo 3: Calcule o calor cedido pelo bloco metálico: 60 x (100 - 50) = 60 x 50 = 3000 cal. Passo 4: Em um sistema que troca calor com o ambiente, a energia cedida pelo bloco é igual à soma do calor absorvido pelo calorímetro e pela água mais o calor perdido para o ambiente. Logo, Q perdido = 3000 - 2580 = 420 cal, que é a alternativa A. Por que as outras estão erradas: a alternativa B (370 cal) resulta de um erro na subtração ou na multiplicação, pois o valor correto da diferença é 420. A alternativa C (320 cal) decorre de um erro de cálculo na diferença final entre 3000 e 2580. A alternativa D (270 cal) surge de uma soma ou produto mal feito em alguma das parcelas de calor. A alternativa E (220 cal) também vem de erro numérico nas parcelas de calor, já que a capacidade do calorímetro ou da água foi calculada de forma incorreta.
💡 Dica: Use o princípio da conservação de energia para calcular o calor trocado.
Alternativa por alternativa
É a resposta que o enunciado sustenta.
O aluno chega ao calor perdido para o ambiente, mas comete erro aritmético ao subtrair 2580 de 3000 ou ao multiplicar 86 por 30, obtendo um valor que não corresponde à diferença correta.
O aluno monta corretamente a equação de balanço de calor, mas erra o cálculo numérico de uma das parcelas, como 86 x 30 ou 60 x 50, e a diferença final sai incorreta.
O aluno confunde a capacidade térmica do calorímetro com a da água ou inverte uma das parcelas do balanço, produzindo uma diferença de 270 cal em vez de 420 cal.
O aluno ignora que a capacidade térmica do calorímetro deve ser somada à da água e calcula o calor recebido de forma incompleta, o que leva a uma diferença errada entre o calor cedido pelo bloco e o absorvido pelo sistema.
Raio-X da questão
calor, capacidade térmica, equilíbrio térmico
avaliacao
calor específico e capacidade térmica · equilíbrio térmico
Estude calorimetria e conservação de energia térmica.
Confundir capacidade térmica com calor específico ou esquecer de considerar o calor perdido para o ambiente.
pensamento_critico
cientifico
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