Em uma prática de calorimetria, blocos de cobre e de alumínio têm a mesma massa e recebem a mesma quantidade…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma prática de calorimetria, blocos de cobre e de alumínio têm a mesma massa e recebem a mesma quantidade de energia térmica. Observa-se que a variação de temperatura do bloco de alumínio é duas vezes maior que a variação de temperatura do bloco de cobre. Com base nessa observação, conclui-se que
- A) O calor específico do cobre é 1,5 vez o calor específico do alumínio.
- B) Os calores específicos do cobre e do alumínio são iguais.
- C) O calor específico do cobre é o dobro do calor específico do alumínio.
- D) O calor específico do alumínio é o dobro do calor específico do cobre.
- E) O calor específico do cobre é quatro vezes o calor específico do alumínio.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Use a equação do calor sensível, Q = m · c · ΔT, em que Q é a energia térmica recebida, m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura.
- Como os dois blocos têm a mesma massa (m) e recebem a mesma energia (Q), isole o calor específico: c = Q / (m · ΔT). Portanto, c é inversamente proporcional a ΔT.
- Como o bloco de alumínio tem ΔT duas vezes maior que o de cobre, ΔT_Al = 2 · ΔT_Cu. Então c_Al = Q / (m · 2 · ΔT_Cu) = c_Cu / 2.
- Logo, c_Cu = 2 · c_Al, ou seja, o calor específico do cobre é o dobro do calor específico do alumínio. A alternativa C está correta, e o gabarito oficial está coerente com essa resolução.
- Por que as outras estão erradas: A propõe a razão 1,5, que não corresponde à relação 1 para 2 obtida; B afirma que são iguais, o que contraria a diferença de temperatura observada para a mesma energia e massa; D inverte a relação, colocando o alumínio com o dobro do calor específico; E propõe quatro vezes, o que resultaria de elevar a razão ao quadrado, e não corresponde aos dados.
💡 Dica: relacione Q = m c ΔT e faça proporção entre os calores específicos
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente tenta comparar as variações de temperatura por uma média ou por uma conta aproximada, chegando a um fator de 1,5, sem relacionar corretamente a proporção inversa entre calor específico e variação de temperatura.
O aluno pode achar que, como os blocos têm a mesma massa e recebem a mesma energia, deveriam ter o mesmo calor específico, ignorando que as variações de temperatura diferentes indicam calores específicos diferentes.
Para massas iguais e mesma quantidade de calor recebida, o material que apresenta menor variação de temperatura possui maior calor específico. Como o cobre varia menos, seu calor específico é duas vezes maior.
O aluno inverte a proporção da equação Q = m · c · ΔT, pensando que um ΔT maior significa um calor específico maior, quando na verdade ele é inversamente proporcional a ΔT.
Por que engana: confundir relação direta e inversa entre calor específico e variação de temperatura
O aluno aplica a relação de 'duas vezes' duas vezes seguidas, ou eleva a razão ao quadrado, obtendo quatro vezes, em vez de perceber que a relação entre os calores específicos é linear e igual a 2.
Raio-X da questão
calor específico e sua relação inversa com a variação de temperatura
identificar a relaçã
noções básicas de calor e temperatura · proporcionalidade e cálculo simples
calorimetria e propriedades térmicas dos materiais
confundir relação direta e inversa entre calor específico e variação de temperatura
situação prática de
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Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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