Exercícios de calor específico resolvidos e explicados

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 modelo de uma substância, 60 J de calor é fornecido a essa substância, posteriormente, a variação de temperatura é medida.

Considerando o calor específico da substância ser de 0,5 J/g·K, determine a volume da substância se a variação de temperatura for de 30°C.

Gabarito explicadoDados

c = 0,5 J/g·K

Variação de temperatura: incremento= 30°C.

Objetivo

Ordenar a volume da substância.

Fórmula

Uma vez que houve variação de temperatura sem a mudança de período, usaremos a fórmula do calor específico.

reto Q igual a reto m. reto c. incremento reto toureto Q igual a reto m. reto c. abre parênteses reto t com final subscrito menos reto t com inicial subscrito fecha parênteses

Solução

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:

reto Q igual a reto m. reto c. incremento reto treto m igual a numerador reto Q sobre denominador reto c. incremento reto t fim da fração

Substituindo os valores dos dados:

reto m igual a numerador reto Q sobre denominador reto c. incremento reto t fim da fraçãoreto m igual a numerador 60 sobre denominador 0 vírgula 5.30 fim da fraçãoreto m igual a 60 sobre 15 igual a 4

Resposta

A modelo possuía 4 g.

Questão 2

Um conjunto de cobre com volume desconhecida é utilizado em um experimento. Quando 585 J de calor são fornecidos ao conjunto 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 volume do conjunto de cobre.

Gabarito explicadoDados

c = 0,39 J/g·K

Q = 585 J

Variação de temperatura: incremento reto t = 50°C.

Objetivo

Ordenar a volume da modelo de cobre.

Fórmula

Uma vez que houve variação de temperatura sem a mudança de período, usaremos a fórmula do calor específico.

reto Q igual a reto m. reto c. incremento reto t

Solução

Utilizando a fórmula e isolando m, temos:

reto Q igual a reto m. reto c. incremento reto treto m igual a numerador reto Q sobre denominador reto c. incremento reto t fim da fraçãoreto m igual a numerador 585 sobre denominador 0 vírgula 39.50 fim da fraçãoreto m espaço igual a numerador 585 sobre denominador 19 vírgula 5 fim da fraçãoreto m igual a 30

Resposta

A modelo de cobre era de 30 g.

Questão 3

Um corpo de 500 g de volume recebeu 4 000 cal, variando sua temperatura em 60ºC. Com base nessas observações, é provável concluir que seu calor específico é melhor aproximado por

Gabarito explicadoDados

500 g

4 000 cal

incremento reto t igual a 60 º reto C

Objetivo

Ordenar o calor específico da modelo.

Fórmula

Uma vez que houve variação de temperatura sem a mudança de período, usaremos a fórmula do calor específico.

reto Q igual a reto m. reto c. incremento reto t

Solução

Utilizando a fórmula, substituindo os dados e isolando c, temos:

reto Q igual a reto m. reto c. incremento reto treto c igual a numerador reto Q sobre denominador reto m. incremento reto t fim da fraçãoreto c igual a numerador 4 espaço 000 sobre denominador 500 espaço. espaço 60 fim da fraçãoreto c igual a numerador 4 espaço 000 sobre denominador 30 espaço 000 fim da fraçãoreto c aproximadamente igual 0 vírgula 13

Resposta

Assim, o calor específico é de, aproximadamente, 0,13 numerador cal sobre denominador reto g. reto C º fim da fração.

Questão 4

Um estudante tem um objeto de volume 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 volume do objeto é de

Gabarito explicadoDados:

Calor específico do material (c) = 1,2 J/g·K

Quantidade de calor fornecida (Q) = 300 J

Variação de temperatura (ΔT) = 20°C

Objetivo:

Ordenar a volume do objeto.

Fórmula:

reto Q igual a reto m espaço. espaço reto c espaço. espaço ΔT

Solução:

Utilizar a fórmula para estabelecer a volume do objeto.

300 igual a reto m.1 vírgula 2 espaço.20reto m igual a numerador 300 sobre denominador 1 vírgula 2 espaço. espaço 20 fim da fraçãoreto m igual a 12 vírgula 5 espaço reto g

Resposta:

A volume 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, quantos joules a quantidade de calor fornecida é de:

Gabarito explicadoDados:

Tamanho do óleo (m) = 150 g

Calor específico do óleo (c) = 1,8 J/g·K

Variação de temperatura (ΔT) = 25°C

Objetivo:

Ordenar a quantidade de calor fornecida ao óleo.

Fórmula:

reto Q igual a reto m. reto c. ΔT

Solução:

Utilizar a fórmula para calcular a quantidade de calor fornecida.

reto Q espaço igual a espaço 150 espaço. espaço 1 vírgula 8 espaço. espaço 25reto Q igual a 6 espaço 750 espaço reto J

Resposta:

A quantidade de calor fornecida ao óleo é de 6 750 joules.

Questão 7

Uma modelo de chumbo com volume desconhecida recebe 2.500 J de calor e sua temperatura aumenta em 30°C. Sabendo que o calor específico do chumbo é de 0,13 J/g·K, determine a volume da modelo de chumbo. A volume da modelo é:

Questão 8

(Enem 2019) Em uma lição experimental de calorimetria, uma professora queimou 2,5 g de castanha-de-caju crua para aquecer 350 g de chuva, em um recipiente favorável para diminuir as perdas de calor. Com base na leitura da tábua nutricional a seguir e da medida da temperatura da chuva, posteriormente a queima totalidade do combustível, ela concluiu que 50% da vontade disponível foi aproveitada. O calor específico da chuva é 1 cal g−1 °C−1, e sua temperatura inicial era de 20 °C.

Tabela

Qual foi a temperatura da chuva, em proporção Celsius, medida ao final do experimento?

Gabarito explicadoDados

  • 350 g de chuva
  • 2,5 g de castanhas
  • 70 kcal em 10 g de castanhas
  • Exclusivamente 50% da vontade das castanhas será utilizada.
  • Temperatura inicial da chuva é de 20º C.

Objetivo

Ordenar a temperatura final da chuva.

Passo 1: estabelecer a quantidade de vontade térmica (calor) em 2,5 g de castanhas.

Usando uma regra de três:

numerador 2 vírgula 5 sobre denominador 10 fim da fração igual a reto x sobre 702 vírgula 5 espaço. espaço 70 espaço igual a 10 reto x175 espaço igual a espaço 10 reto xreto x igual a 175 sobre 10 igual a 17 vírgula 5

Em 2,5 g de castanhas há 17,5 kcal.

Uma vez que somente 50% da vontade foi aproveitada:

17500 sobre 2 igual a 8750 cal

Passo 2: estabelecer a variação da temperatura.

Utilizando a fórmula para o calor específico:

reto Q igual a reto m. reto c. incremento reto t8750 igual a 350.1. incremento reto t87500 sobre 350 igual a incremento reto t25 igual a incremento reto t

Passo 3: estabelecer a temperatura final.

Se a temperatura inicial é de 20 ºC:

20 + 25 = 45

Resposta

A temperatura final é de 45º C

Questão 9

(Enem 2018) Para preparar um sopa instantânea, uma pessoa aquece em um forno micro-ondas 500 g de chuva em uma tigela de vidro de 300 g. A temperatura inicial da tigela e da chuva era de 6 °C. Com o forno de micro-ondas funcionando a uma potência de 800 W, a tigela e a chuva atingiram a temperatura de 40 °C em 2,5 min. Considere que os calores específicos do vidro e da sopa são, respectivamente, 0 vírgula 2 espaço numerador cal sobre denominador reto g espaço sinal de grau reto C fim da fração e 1 espaço numerador cal sobre denominador reto g espaço sinal de grau reto C fim da fraçãoque 1 cal = 4,2 J.

Que percentual aproximado da potência usada pelo micro-ondas é efetivamente convertido em calor para o aquecimento?

Gabarito explicadoDados

  • 500 g de sopa
  • 300 g de vidro
  • calor específico da chuva 1 cal/g. Cº
  • calor específico do vidro 0,2 cal/g . Cº
  • 1 cal = 4,2 J
  • Tempo de 2,5 min = 150 s
  • Potência de 800 W
  • Temperatura inicial de estabilidade térmico de 6ºC.
  • Temperatura final de estabilidade térmico de 40ºC.

Objetivo 

Percentual aproximado da potência usada pelo micro-ondas efetivamente convertido em calor.

Passo 1: estabelecer a quantidade de vontade produzida com 800 w em 2,5 min.

Potência é a quantidade de vontade utilizada ou produzida em um pausa de tempo. Escrevendo a relação de potência e substituindo os valores:

reto P igual a reto E sobre reto t800 espaço igual a espaço reto E sobre 150reto E igual a 120 espaço 000 espaço reto J

Passo 2: estabelecer a quantidade de calor usado para louvar o conjunto de 6ºC para 40ºC.

Q igual a m com á g u a subscrito fim do subscrito. c com á g u a subscrito fim do subscrito. incremento t espaço mais espaço m com v i d r o subscrito fim do subscrito. c com v i d r o subscrito fim do subscrito. incremento tQ igual a 500.1. parêntese esquerdo 40 menos 6 parêntese direito mais 300.0 vírgula 2. parêntese esquerdo 40 menos 6 parêntese direitoQ igual a 500.34 mais 60.34Q igual a 17000 espaço mais espaço 2040reto Q igual a 19 espaço 040 espaço cal

Convertendo para joules:

19 040 . 4,2 = 79 968 J

Passo 3: estabelecer a potência utilizada para efetivamente aquecer a sopa.

reto P igual a numerador 79 espaço 968 sobre denominador 150 fim da fraçãoreto P igual a 533 vírgula 12 espaço reto W

Passo 4: estabelecer quantos porcentos 533,12 é de 800.

numerador 533 vírgula 12 sobre denominador 800 fim da fração aproximadamente igual 0 vírgula 6664

Resposta

A porcentagem é de aproximadamente 66,64%.

Questão 10

(VUNESP 2019) Considere que um fogão forneça um fluxo estável de calor e que esse calor seja inteiramente transferido da labareda ao que se deseja aquecer. O calor específico da chuva é 1,00 cal/(g⋅ºC) e o calor específico de determinado óleo é 0,45 cal/(g⋅ºC). Para que 1000 g de chuva, inicialmente a 20 ºC, atinja a temperatura de 100 ºC, é necessário aquecê-la por cinco minutos sobre a labareda desse fogão. Se 200 g desse óleo for aquecido nesse fogão durante um minuto, a temperatura desse óleo será elevada em, aproximadamente,

Gabarito explicadoDados

  • 1000 g de chuva
  • temperatura inicial de 20º C
  • temperatura final de 100º C
  • calor específico da chuva 1,00 cal/(g⋅ºC)
  • 200 g de óleo
  • calor específico do óleo 0,45 cal/(g⋅ºC)
  • Exposição ao calor por 5 min = 5 . 60 = 300 s

Objetivo

Ordenar a temperatura do óleo depois de 1 min de exposição ao calor.

Passo 1: obter a vontade por minuto fornecida pelo fogão.

Utilizamos os dados da chuva.

reto Q igual a reto m. reto c. incremento reto treto Q igual a 1000.1. parêntese esquerdo 100 menos 20 parêntese direitoreto Q igual a 1000.80reto Q igual a 80 espaço 000 espaço calreto Q espaço igual a espaço 80 espaço kcal

Assim, em 5 min, foram fornecidos pelo fogão 80 kcal e, por minuto:

80 / 5 = 16 kcal

Passo 2: estabelecer a que temperatura o óleo estará posteriormente 1 min ao lume.

Em 1 min ele receberá 16 kcal.

reto Q igual a reto m. reto c. incremento reto t16 espaço 000 igual a 200.0 vírgula 45. incremento reto t16 espaço 000 espaço igual a espaço 90 incremento reto tnumerador 16 espaço 000 sobre denominador 90 fim da fração igual a incremento reto t178 aproximadamente igual incremento reto t

Resposta

O tempo será de aproximadamente 180 s.

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