Mudanças de Estado Físico

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Lista de Exercícios 
#FísicaFazSentido 
 
Mudanças de Estados Físicos 
 
1. (Unicamp 2022) A autoclave, um equipamento de 
esterilização de objetos por meio de vapor de água em 
alta temperatura e pressão, foi inventada por Charles 
Chamberland, a pedido de Louis Pasteur. A figura a seguir 
mostra a curva da pressão máxima de vapor da água em 
função da temperatura. Para temperaturas e pressões do 
lado esquerdo da curva, a água encontra-se na fase 
líquida; do lado direito, a água está na fase de vapor. Nos 
pontos sobre a curva, as fases líquida e de vapor 
coexistem. A pressão de funcionamento de uma 
determinada autoclave é p = 3,0 atm. Se toda a água está 
na fase de vapor, o que se pode dizer sobre a sua 
temperatura 𝜃? 
Dado: 1,0 atm = 100 kPa. 
 
 
a) 𝜃 pode ter qualquer valor maior que 100 °C. 
b) 𝜃 pode ter qualquer valor maior que 100 °C e menor 
que 133 °C. 
c) 𝜃 pode ter qualquer valor menor que 100 °C ou maior 
que 133 °C. 
d) 𝜃 pode ter qualquer valor maior que 133 °C. 
 
2. (Uel 2021) Analise o diagrama a seguir. 
 
 
A formação natural de flocos de neve é uma consequência 
direta das condições atmosféricas de temperatura e 
pressão. Isso justifica a ocorrência desse fenômeno acima 
dos cumes de elevadas montanhas como o Aconcágua 
(6962 𝑚 acima do nível do mar), a cordilheira dos Andes 
e o Everest (8848 𝑚 acima do nível do mar), localizado 
na cordilheira do Himalaia. 
Com base no diagrama de fases da água pura, assinale a 
alternativa que apresenta, corretamente, a transição de 
fase que corresponde à formação de flocos de neve em 
elevadas altitudes a partir da água na fase vapor. 
a) 𝐴 → 𝐵 
b) 𝐵 → 𝐴 
c) 𝐶 → 𝐷 
d) 𝐷 → 𝐶 
e) 𝐹 → 𝐸 
 
3. (Ufrgs 2017) Qualquer substância pode ser encontrada 
nos estados (ou fases) sólido (𝑆), líquido (𝐿) ou gasoso 
(𝐺), dependendo das condições de pressão (𝑝) e 
temperatura (𝑇) a que está sujeita. Esses estados podem 
ser representados em um gráfico 𝑝 × 𝑇, conhecido como 
diagrama de fases, como o mostrado na figura abaixo, 
para uma substância qualquer. 
 
 
 
As regiões de existência de cada fase estão identificadas 
por (𝑆), (𝐿) e (𝐺) e os pontos 𝑎,  𝑏,  𝑐 e 𝑑 indicam quatro 
estados distintos de (𝑝,  𝑇). 
 
Considere as seguintes afirmações. 
 
I. A substância não pode sublimar, se submetida a 
pressões constantes maiores do que 𝑝𝑎 . 
II. A substância, se estiver no estado 𝑏, pode ser 
vaporizada por transformações isotérmicas ou isobáricas. 
III. A mudança de estado 𝑐 → 𝑑 é isobárica e conhecida 
como solidificação. 
 
Quais estão corretas? 
a) Apenas I. 
b) Apenas II. 
c) Apenas III. 
d) Apenas I e III. 
e) I, II e III. 
 
4. (Uem 2021) Uma substância no estado líquido, que 
está em um recipiente aberto, evapora com uma certa taxa 
(massa da substância que evapora por unidade de 
tempo). Sobre os fatores que influenciam a taxa de 
evaporação, assinale o que for correto. 
01) A taxa de evaporação depende da natureza do líquido 
e está relacionada com a intensidade das forças de 
coesão entre as moléculas do líquido. 
02) Quanto maior a pressão externa sobre a superfície 
livre do líquido, mais rapidamente ele evapora. 
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04) A área da superfície livre do líquido não influencia sua 
taxa de evaporação. 
08) A temperatura do líquido não influencia sua taxa de 
evaporação. 
16) Se a concentração de vapor junto à superfície do 
líquido for elevada, a taxa de evaporação tende a 
diminuir. 
 
5. (Enem 2021) Considere a tirinha, na situação em que 
a temperatura do ambiente é inferior à temperatura 
corporal dos personagens. 
 
 
 
 
O incômodo mencionado pelo personagem da tirinha 
deve-se ao fato de que, em dias úmidos, 
a) a temperatura do vapor-d'água presente no ar é alta. 
b) o suor apresenta maior dificuldade para evaporar do 
corpo. 
c) a taxa de absorção de radiação pelo corpo torna-se 
maior. 
d) o ar torna-se mau condutor e dificulta o processo de 
liberação de calor. 
e) o vapor-d'água presente no ar condensa-se ao entrar 
em contato com a pele. 
 
6. (Enem digital 2020) Para assegurar a boa qualidade 
de seu produto, uma indústria de vidro analisou um lote 
de óxido de silício (𝑆𝑖𝑂2), principal componente do vidro. 
Para isso, submeteu uma amostra desse óxido ao 
aquecimento até sua completa fusão e ebulição, obtendo 
ao final um gráfico de temperatura 𝑇 (°𝐶) versus tempo 
𝑡 (𝑚𝑖𝑛). Após a obtenção do gráfico, o analista concluiu 
que a amostra encontrava-se pura. 
 
Dados do 𝑆𝑖𝑂2: 𝑇𝑓𝑢𝑠ã𝑜 = 1.600 °𝐶; 𝑇𝑒𝑏𝑢𝑙𝑖çã𝑜 = 2.230 °𝐶 
 
Qual foi o gráfico obtido pelo analista? 
 
a) 
 
 
b) 
 
 
c) 
 
 
d) 
 
 
e) 
 
 
 
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7. (Esc. Naval 2017) Analise o gráfico a seguir. 
 
 
 
O gráfico acima descreve o processo de aquecimento de 
certa substância que se encontra inicialmente na fase 
sólida. O calor latente de fusão dessa substância é 6,0 
𝑐𝑎𝑙
𝑔
. 
Em um processo à pressão constante de 1,0 𝑎𝑡𝑚, ela é 
levada à fase líquida, com temperatura final de 400 °𝐶. A 
potência fornecida nessa transformação foi de 360 
𝑐𝑎𝑙
𝑠
. O 
gráfico mostra a temperatura da substância em função do 
tempo, durante o processo. 
 
Qual o calor específico dessa substância, no estado 
líquido, em 𝑚𝑐𝑎𝑙/(𝑔. °𝐶)? 
 
a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 
 
8. (Fac. Albert Einstein - Medicina 2017) Sabe-se que um 
líquido possui calor específico igual a 0,58 
𝑐𝑎𝑙
𝑔⋅°𝐶
. Com o 
intuito de descobrir o valor de seu calor latente de 
vaporização, foi realizado um experimento onde o líquido 
foi aquecido por meio de uma fonte de potência uniforme, 
até sua total vaporização, obtendo-se o gráfico abaixo. O 
valor obtido para o calor latente de vaporização do 
líquido, em 
𝑐𝑎𝑙
𝑔,
 está mais próximo de: 
 
 
 
a) 100 b) 200 c) 540 d) 780 
 
9. (Unesp 2017) Um bloco de gelo de massa 200 𝑔, 
inicialmente à temperatura de – 10 °𝐶, foi mergulhado em 
um recipiente de capacidade térmica 200 
𝑐𝑎𝑙
°𝐶
 contendo 
água líquida a 24 °𝐶. Após determinado intervalo de 
tempo, esse sistema entrou em equilíbrio térmico à 
temperatura de 4 °𝐶. 
O gráfico mostra como variou a temperatura apenas do 
gelo, desde sua imersão no recipiente até ser atingido o 
equilíbrio térmico. 
 
 
 
calor específico da água líquida 1 𝑐𝑎𝑙
𝑔
⋅ °𝐶 
calor específico do gelo 0,5 𝑐𝑎𝑙
𝑔
⋅ °𝐶 
calor latente de fusão do gelo 80 𝑐𝑎𝑙
𝑔
 
 
Considerando as informações contidas no gráfico e na 
tabela, que o experimento foi realizado ao nível do mar e 
desprezando as perdas de calor para o ambiente, calcule 
a quantidade de calor absorvido pelo bloco de gelo, em 
calorias, desde que foi imerso na água até ser atingido o 
equilíbrio térmico, e calcule a massa de água líquida 
contida no recipiente, em gramas, antes da imersão do 
bloco gelo. 
 
10. (Fmj 2022) Uma pessoa colocou 4 pedras de gelo, 
de 15 g cada uma e todas inicialmente a 0 °C, em um 
copo de suco de laranja e observou que todo o gelo 
derreteu em 20 minutos. Considerando o calor latente de 
fusão do gelo igual a 3,3 × 105  
𝐽
𝑘𝑔
 e desprezando as 
perdas de calor, a quantidade de calor absorvido pelas 
pedras de gelo, por unidade de tempo, foi, em média e 
aproximadamente, de 
a) 2,5 × 102  
𝐽
𝑚𝑖𝑛
 d) 2,5 × 104  
𝐽
𝑚𝑖𝑛
 
b) 1,0 × 103  
𝐽
𝑚𝑖𝑛
 e) 1,0 × 105  
𝐽
𝑚𝑖𝑛
 
c) 2,0 × 104  
𝐽
𝑚𝑖𝑛
 
 
11. (Uerj 2020) Em um laboratório, um corpo com massa 
de 30 𝑔, inicialmente em sua temperatura de fusão, é 
aquecido durante 140 𝑠 por uma fonte térmica de 
potência constante igual a 15 
𝑐𝑎𝑙
𝑠
. Com o aquecimento, o 
corpo passa completamente do estado sólido para o 
estado líquido, mantendo sua temperatura constante. 
 
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Admitindo que toda a energia liberada pela fonte térmica 
seja integralmente absorvida pelo corpo, calcule,em 
𝑐𝑎𝑙
𝑔
, 
o seu calor latente de fusão. 
 
12. (Fac. Albert Einstein - Medicina 2018) Um recipiente 
contendo 1 litro de água, a 20 °𝐶, é colocado no interior 
de um forno de micro-ondas. O aparelho é ligado a uma 
tensão de 110 𝑉 e percorrido por uma corrente elétrica 
de 10 𝐴. Após 40 minutos, verifica-se que ainda resta 1/4 
de litro de água líquida no recipiente. Determine o 
rendimento percentual aproximado desse aparelho. 
 
Dados: 
pressão atmosférica: 1 𝑎𝑡𝑚 
densidade da água: 1 
𝑔
𝑐𝑚3
 
calor latente de vaporização da água: 540 
𝑐𝑎𝑙
𝑔
 
calor específico da água: 1 
𝑐𝑎𝑙
𝑔 °𝐶
 
1 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎 = 4,2 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠 
a) 19 
b) 25 
c) 71 
d) 77 
 
13. (Fuvest 2018) Furacões são sistemas físicos que 
liberam uma enorme quantidade de energia por meio de 
diferentes tipos de processos, sendo um deles a 
condensação do vapor em água. De acordo com o 
Laboratório Oceanográfico e Meteorológico do Atlântico, 
um furacão produz, em média, 1,5 𝑐𝑚 de chuva por dia 
em uma região plana de 660 𝑘𝑚 de raio. Nesse caso, a 
quantidade de energia por unidade de tempo envolvida 
no processo de condensação do vapor em água da chuva 
é, aproximadamente, 
 
Note e adote: 
- 𝜋 = 3. 
- Calor latente de vaporização da água: 2 × 106  
𝐽
𝑘𝑔
. 
- Densidade da água: 103  
𝑘𝑔
𝑚3
. 
- 1 dia= 8,6 × 104 𝑠. 
 
a) 3,8 × 1015 𝑊. d) 1,2 × 1012 𝑊. 
b) 4,6 × 1014 𝑊. e) 1,1 × 1011 𝑊. 
c) 2,1 × 1013 𝑊. 
 
14. (Fuvest 2019) Em uma garrafa térmica, são 
colocados 200 𝑔 de água à temperatura de 30 °𝐶 e uma 
pedra de gelo de 50 𝑔, à temperatura de −10 °𝐶. Após o 
equilíbrio térmico, 
 
Note e adote: 
- calor latente de fusão do gelo = 80 𝑐𝑎𝑙/𝑔; 
- calor específico do gelo = 0,5 𝑐𝑎𝑙/(𝑔. °𝐶); 
- calor específico da água = 1,0 𝑐𝑎𝑙/(𝑔. °𝐶). 
 
a) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 
7 °𝐶. 
b) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 
0,4 °𝐶. 
c) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 
20 °𝐶. 
d) nem todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio 
é 0 °𝐶. 
e) o gelo não derreteu e a temperatura de equilíbrio é 
−2 °𝐶. 
 
15. (Unicamp 2017) O controle da temperatura da água 
e de ambientes tem oferecido à sociedade uma grande 
gama de confortos muito bem-vindos. Como exemplo 
podemos citar o controle da temperatura de ambientes 
fechados e o aquecimento da água usada para o banho. 
 
a) O sistema de refrigeração usado em grandes 
instalações, como centros comerciais, retira o calor do 
ambiente por meio da evaporação da água. Os 
instrumentos que executam esse processo são 
usualmente grandes torres de refrigeração vazadas, por 
onde circula água, e que têm um grande ventilador no 
topo. A água é pulverizada na frente do fluxo de ar gerado 
pelo ventilador. Nesse processo, parte da água é 
evaporada, sem alterar a sua temperatura, absorvendo 
calor da parcela da água que permaneceu líquida. 
Considere que 110 litros de água a 30 °𝐶 circulem por 
uma torre de refrigeração e que, desse volume, 2 litros 
sejam evaporados. Sabendo que o calor latente de 
vaporização da água é 𝐿 = 540 
𝑐𝑎𝑙
𝑔
 e que seu calor 
específico é 𝑐 = 1,0 
𝑐𝑎𝑙
𝑔
⋅ °𝐶, qual é a temperatura final da 
parcela da água que não evaporou? 
 
b) A maioria dos chuveiros no Brasil aquece a água do 
banho por meio de uma resistência elétrica. Usualmente 
a resistência é constituída de um fio feito de uma liga de 
níquel e cromo de resistividade 𝜌 = 1,1 × 10−6 𝛺 ⋅ 𝑚. 
Considere um chuveiro que funciona com tensão de 
𝑈 =220 𝑉 e potência 𝑃 =5.500 𝑊. Se a área da seção 
transversal do fio da liga for 𝐴 =2,5 × 10−7 𝑚2, qual é o 
comprimento do fio da resistência? 
 
16. (Fuvest 2017) Um cilindro termicamente isolado tem 
uma de suas extremidades fechadas por um pistão móvel, 
também isolado, que mantém a pressão constante no 
interior do cilindro. O cilindro contém uma certa 
quantidade de um material sólido à temperatura 𝑇𝑖 =
−134 °𝐶. Um aquecedor transfere continuamente 
3.000 𝑊 de potência para o sistema, levando-o à 
temperatura final 𝑇𝑓 = 114 °𝐶. O gráfico e a tabela 
apresentam os diversos processos pelos quais o sistema 
passa em função do tempo. 
 
Processo Intervalo de tempo (𝑠) 𝛥𝑇 (°𝐶) 
I 0 − 24 20 
II 24 − 78 0 
III 78 − 328 200 
IV 328 − 730 0 
V 730 − 760 28 
 
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a) Determine a energia total, 𝐸, fornecida pelo aquecedor 
desde 𝑇𝑖 = −134 °𝐶 até 𝑇𝑓 = 114 °𝐶. 
b) Identifique, para esse material, qual dos processos (I, II, 
III, IV ou V) corresponde à mudança do estado sólido para 
o estado líquido. 
c) Sabendo que a quantidade de energia fornecida pelo 
aquecedor durante a vaporização é 1,2 × 106 𝐽, 
determine a massa, 𝑀, do material. 
d) Determine o calor específico a pressão constante, 𝑐𝑝 , 
desse material no estado líquido. 
 
Note e adote: 
Calor latente de vaporização do material = 800 𝐽/𝑔. 
Desconsidere as capacidades térmicas do cilindro e do 
pistão. 
 
 
 
 
 
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Gabarito 
 
1. D 
Resolução: Em breve 
 
2. D 
Resolução: Em breve 
 
3. E 
Resolução: Em breve 
 
4. 01+16=17 
Resolução: Em breve 
 
5. B 
Resolução: Em breve 
 
6. D 
Resolução: Em breve 
 
7. C 
Resolução: Em breve 
 
8. B 
Resolução: Em breve 
 
 
9. 17.800 cal e 690 g 
Resolução: Em breve 
 
10. B 
Resolução: Em breve 
 
11. 70 cal/g 
Resolução: Em breve 
 
12. D 
Resolução: Em breve 
 
13. B 
Resolução: Em breve 
 
14. A 
Resolução: Em breve 
 
15. a) 20°C; b) 2 m 
Resolução: Em breve 
 
16. a) 2,28.106 J 
 b) Processo II 
 c) 1,5 kg 
 d) 2500 J/kg.°C 
Resolução: Em breve