conhecimentos-específicospara-professorde-físicada-seducal(somente-pdf)--aula-8 (1)

Prévia do material em texto

Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
1 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aula 07 – Termologia I 
Termometria e Calorimetria 
Física para Professor 
Prof. Ágatha Bouças 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
2 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Sumário 
SUMÁRIO ..................................................................................................................................................2 
TERMOLOGIA ........................................................................................................................................... 3 
CONCEITOS INICIAIS ................................................................................................................................................ 3 
TERMOMETRIA ....................................................................................................................................................... 5 
Escalas termométricas ..................................................................................................................................... 5 
Conversão de temperaturas ............................................................................................................................. 6 
DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS .................................................................................................... 9 
Dilatação linear ............................................................................................................................................. 10 
Dilatação superficial ...................................................................................................................................... 13 
Dilatação volumétrica dos sólidos................................................................................................................... 16 
Dilatação em líquidos ..................................................................................................................................... 17 
CALORIMETRIA .................................................................................................................................................... 19 
Propagação do calor ...................................................................................................................................... 20 
Calor ............................................................................................................................................................. 22 
Calor sensível ................................................................................................................................................ 23 
Calor latente ................................................................................................................................................. 25 
Diagrama das fases ....................................................................................................................................... 29 
Trocas de calor .............................................................................................................................................. 33 
Fluxo de calor e Potência térmica ................................................................................................................... 34 
QUESTÕES COMENTADAS PELO PROFESSOR ......................................................................................... 37 
LISTA DE QUESTÕES............................................................................................................................... 55 
GABARITO ..............................................................................................................................................64 
RESUMO DIRECIONADO ......................................................................................................................... 65 
 
 
 
 
 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
3 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Termologia 
Conceitos iniciais 
A Termologia é a parte da Física que estuda os fenômenos relativos ao aquecimento, resfriamento ou às 
mudanças de estado físico em corpos que recebem ou cedem energia térmica. 
Antes de iniciarmos o estudo desses fenômenos, é necessário definir a diferença entre calor e 
temperatura. Esses conceitos são bastante próximos, embora tenham significados bem distintos para 
a termologia. 
Temperatura é uma grandeza física escalar que mede o grau de agitação das moléculas, ou seja, sua 
energia cinética, e o estado térmico de um corpo (quente ou frio). Quanto mais quente (alta temperatura) 
se apresenta o corpo, maior será sua energia cinética, ou seja, a agitação moléculas; e, quanto mais 
frio (baixa temperatura), menor será a agitação molecular. Sua unidade de medida no SI é o Kelvin (K), 
entretanto a temperatura também pode ser medida em Celsius (°C) ou Fahrenheit (°F). 
 
 
 
Calor é a energia térmica em trânsito de um corpo para outro, devido a diferença de temperatura entre 
eles. Sendo uma forma de energia, sua unidade de medida no SI é o Joule (J). Entretanto, por razões históricas, 
existe outra unidade, a caloria (cal), cuja relação com o joule é: 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/termologia.htm
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
4 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
1 cal = 4,1868 J 
Um múltiplo da caloria bastante utilizado é a quilocaloria (kcal): 
1 kcal = 1.000 cal 
O calor sempre flui de forma espontânea do corpo mais quente para o corpo mais frio, até que os dois 
atinjam a mesma temperatura final. Quando suas temperaturas são iguais, a troca de calor obrigatoriamente 
cessa e dizemos que eles estão em equilíbrio térmico. 
 
A Lei Zero da termodinâmica indica as condições para o equilíbrio térmico. Essa lei afirma que dados três corpos A, B e 
C, se A está em equilíbrio térmico com B, e B também está em equilíbrio térmico com C, então A e C estão em equilíbrio 
térmico entre si. 
 
Além disso, permite a definição de uma escala de temperatura em Celsius, Fahrenheit e Kelvin. De acordo 
com essa lei, entre as condições para o equilíbrio térmico está a influência dos materiais que tornam 
a condutividade térmica maior ou menor. 
 
• Temperatura é uma grandeza física escalar que mede o grau de agitação das moléculas; 
• Calor é a energia térmica em trânsito de um corpo para outro; 
• Equilíbrio térmico ocorre quando dois ou mais corpos atingem a mesma temperatura; 
 
NUCEPE - 2015 – SEDUC-PI - Professor de Física 
Assinale a alternativa que define CORRETAMENTE calor. 
a) Trata-se de um sinônimo de temperatura em um sistema. 
b) É uma forma de energia contida nos sistemas. 
c) É uma energia em trânsito que se transfere de um corpo para outro devido à diferença de temperatura entre 
eles. 
d) É uma forma de energia superabundante nos corpos quentes. 
e) É uma forma de energia que se transfere do corpo mais frio para o corpo mais quente. 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
5 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
RESOLUÇÃO: 
Calor é energia térmica em trânsito, sempre saindo do corpo de maior temperatura para o de menor 
temperatura. 
Resposta: C 
Termometria 
Escalas termométricas 
 
Com o tempo, surgiu a necessidade de registrar e quantificar o quanto um corpo está “quente” ou “frio” 
e, por isso, passou-se a usar um aparelho chamado termômetro feito de mercúrio. Assim, o conjunto dos 
valores numéricos que a temperatura pode assumir constitui uma escala termométrica. 
Para a graduação das escalas foram escolhidos, para pontos fixos, dois fenômenos que acontecem 
sempre nas mesmascondições: a fusão e a ebulição da água, ambas sob pressão normal (equivalente ao nível 
do mar). Atualmente, existem três escalas termométricas largamente utilizadas: celsius, fahrenheit e kelvin: 
 
• Escala celsius: é a mais usada de todas, praticamente por todos os países do mundo. Ela 
é baseada nos pontos de fusão e ebulição da água os quais ocorrem, respectivamente, nas 
temperaturas de 0 ºC e 100 ºC, em condições normais de pressão (1 atm ao nível do mar). 
 
• Escala kelvin: é a escala adotada pelo S.I. para a definição da temperatura. A escala kelvin 
é absoluta, ou seja, não admite valores negativos de temperatura como fazem as outras escalas 
termométricas. Não há qualquer lei física que limite um valor superior de temperatura, mas existe 
um valor mínimo de temperatura possível na natureza. A temperatura mais baixa medida na 
escala kelvin é conhecida como zero kelvin ou zero absoluto (0 K): uma temperatura teórica em 
que todos os átomos e moléculas de um corpo encontram-se perfeitamente parados. O valor do 
ponto de fusão da água é de 273K e o ponto de ebulição de 373K, em condições normais de pressão 
(1 atm ao nível do mar). 
 
• Escala fahrenheit: é utilizada nos Estados Unidos da América e em outros pequenos países. A 
escala fahrenheit tem como pontos fixos as temperaturas de 32º F e 212 ºF, associados 
aos pontos de fusão e ebulição da água, respectivamente, em condições normais de pressão (1 
atm ao nível do mar). Enquanto as escalas em graus Celsius e kelvin são divididas em 100 partes, 
a escala em graus Fahrenheit é dividida em 180 partes. 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
6 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
Relação do zero absoluto e dos pontos fixos da água nas três escalas mais comuns. 
Conversão de temperaturas 
Admitindo certa temperatura na escala Celsius, é possível relacioná-la com as escalas Kelvin e Fahrenheit. 
Considere o esquema abaixo: 
 
 
 
Temos que os seguimentos C1, K1 e F1 têm tamanhos iguais, pois vão do ponto de fusão ao de ebulição 
da água nas três escalas; os pontos C, K e F representam uma temperatura qualquer nas escalas Celsius, Kelvin 
e Fahrenheit, respectivamente; e os seguimentos C2, K2 e F2 também têm tamanhos iguais, pois vão do ponto 
de fusão a um ponto qualquer das escalas Celsius, Kelvin e Fahrenheit. 
Para encontrar a relação entre as escalas, devemos fazer a interpolação linear entre elas. A interpolação 
linear é uma regra de três simples, mas com intervalos de valores (jamais utilize uma regra de três simples para 
encontrar o valor correspondente de uma escala para outra!). Sendo assim, temos: 
https://www.obaricentrodamente.com/2012/05/escala-kelvin.html
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
7 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
𝑪𝟐
𝑪𝟏
=
𝑲𝟐
 𝑲𝟏
= 
𝑭𝟐
𝐅𝟏
 → 
𝑪−𝟎
𝟏𝟎𝟎−𝟎
= 
𝑲−𝟐𝟕𝟑
𝟑𝟕𝟑−𝟐𝟕𝟑
= 
𝑭−𝟑𝟐
𝟐𝟏𝟐−𝟑𝟐 
 → 
𝑪
𝟏𝟎𝟎
= 
𝑲−𝟐𝟕𝟑
𝟏𝟎𝟎
= 
𝑭−𝟑𝟐
𝟏𝟖𝟎 
 
 
 Simplificando, podemos obter a seguinte relação: 
𝑪
𝟓
= 
 𝑲−𝟐𝟕𝟑
𝟓
= 
𝑭−𝟑𝟐
𝟗 
 
 
Juntas, as três fórmulas apresentadas podem ser usadas para converter qualquer uma das três escalas 
termométricas mais utilizadas no mundo. Da relação acima obtemos as fórmulas de conversão entre as escalas 
de temperatura: 
 
CONVERSÃO FÓRMULA 
 
Celsius para Kelvin 
 
 
𝐶
5
= 
 𝐾−273
5
 
 
 
C = K- 273 
 
Celsius para Fahrenheit 
 
 
𝐶
5
= 
𝐹−32
9 
 
 
 
 1,8.C = F- 32 
 
 
Kelvin para Fahrenheit 
 
 
𝐾
5
= 
𝐹−32
9 
 
 
 
1,8.K = F- 32 
 
 
 
Exemplo: (QUADRIX 2018/ SEDUCE-GO- Professor de Física) O Polo Sul é bem mais gelado que o Polo Norte. 
Por lá, a temperatura média no verão não costuma passar dos -35 °C. O Norte é mais "quentinho", registrando 
médias de 0 °C nos períodos de calor. Há vários motivos para essa diferença. 
 
Internet: <https://mundoestranho.abril.com.br> (com adaptações). 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
8 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
Um glaciologista do Programa Antártico Brasileiro (Proantar) utiliza, para registrar as temperaturas, um 
termômetro calibrado em uma escala desconhecida X. Os valores do ponto de fusão e de ebulição desse 
termômetro são, respectivamente, 20 °X e 110 °X. 
 
Com base no texto e no caso hipotético acima apresentados, assinale a alternativa que apresenta a equação de 
conversão entre uma dada temperatura na escala X (tx), uma temperatura na escala Celsius e o valor da 
temperatura de -35 °C na escala X. 
tx = 10/9 x tc + 20; - 18,8 °X 
tx = 20/9 x tc + 10; - 67,7 °X 
tx = 9 x tc - 10; - 305 °X 
tx = 9/10 x tc + 20; - 11,5 °X 
tx = 10/9 x tc + 9; - 29,8 °X 
 
Resolução: 
Sabendo o ponto de fusão e ebulição montamos a equação fazendo a interpolação linear. Na escala Celsius 
temos ponto de fusão = 0°C e ponto de ebulição = 100°C ° e na escala X temos ponto de Fusão (Xf) = 20°X e 
ponto de ebulição (Xv) = 110°X: 
 
 
𝑪−𝟎
𝟏𝟎𝟎−𝟎
= 
𝑿−𝟐𝟎
𝟏𝟏𝟎−𝟐𝟎
 
𝑪
𝟏𝟎𝟎
= 
𝑿−𝟐𝟎
𝟗𝟎
 
90C = 𝟏𝟎𝟎 (𝑿 − 𝟐𝟎) 
90C = 𝟏𝟎𝟎 𝑿 − 𝟐𝟎𝟎𝟎 
100 X = 𝟗𝟎𝑪 + 𝟐𝟎𝟎𝟎 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
9 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
Substitui -35°C em C: 
100 X = 𝟗𝟎 (−𝟑𝟓) + 𝟐𝟎𝟎𝟎 
100 X = −𝟑𝟏𝟓𝟎 + 𝟐𝟎𝟎𝟎 
100 X = −𝟏𝟏𝟓𝟎 
X = −𝟏𝟏, 𝟓 °X 
 
Resposta: D 
 
 
Dilatação térmica dos sólidos e dos líquidos 
 
No dia a dia, podemos observar que entre os trilhos de uma linha férrea, entre pisos de cerâmica, entre 
colunas e bases em viadutos e pontes há um espaçamento para possibilitar a expansão dessas estruturas sem 
que haja aparecimento de trincas. Também observamos que a coluna de mercúrio de um termômetro clínico 
se expande ao entrar em contato com uma pessoa com febre. Tudo isso ocorre devido a dilatação térmica 
desses materiais. 
 
Dilatação Térmica é a variação que ocorre nas dimensões de um corpo quando submetido a uma variação de temperatura. 
 
De uma maneira geral, aumentos de temperatura causam aumento das dimensões, assim como reduções 
de temperatura causam redução das dimensões dos corpos, sejam eles sólidos, líquidos ou gasosos. 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
10 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
Esta regra vista acima tem exceções para algumas substâncias que, em determinadas etapas de 
aquecimento, se comportam de forma anômala, podendo sofrer uma contração térmica ao aumentarem de 
temperatura. Um exemplo disso é a água líquida que diminui de volume ao aquecer de zero até 4°C, mas 
veremos isso adiante com mais calma. 
No estudo da dilatação térmica dos sólidos, faremos uma separação em três partes: dilatação linear, 
dilatação superficial e dilatação volumétrica. 
Para os líquidos, apenas estudaremos a dilatação volumétrica. 
Vamos lá! 
Dilatação linear 
 
Quando a variação das medidas de um corpo é significante em apenas uma dimensão, devido a uma 
variação de temperatura, temos a dilatação linear. 
Para o estudo da dilatação linear dos sólidos, consideremos um fio metálico com comprimento L0 quando 
a uma temperatura θ0. Aquecendo esse fio até uma temperatura θ (θ > θ0), observamos que seu comprimento 
passa a ser L (L > L0). 
 
A variação de tamanho devido ao fenômeno da dilatação térmica depende de três fatores: 
• Comprimento inicial; 
• Material de que é feito o corpo; 
• Variação de temperatura. 
dilatação 
térmica
temperatura 
aumenta
tamanho 
aumenta
contração 
térmica
temperatura 
diminui
tamanho 
diminui
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
11 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
Sendo assim, temos que a fórmulada dilatação linear é igual a: 
 
 
 
Onde: 
ΔL = variação de comprimento (m) 
Lo = comprimento inicial (m) 
α = coeficiente de dilatação linear (varia de acordo com o material do corpo) 
ΔѲ= variação de temperatura (°C) 
Obs.: A unidade usada para α é o inverso da unidade de temperatura, como: . 
 
É fácil compreender essa fórmula, uma vez que, sendo o fio homogêneo, cada unidade de seu 
comprimento sofre a mesma dilatação por unidade de variação de temperatura. Em outras palavras, cada 
pedacinho do fio sofre o mesmo aumento de comprimento, quando aquecidos igualmente. 
 
Lâminas bimetálicas 
 
Lâminas Bimetálicas consistem em duas placas de materiais diferentes, ou seja, com coeficientes de 
dilatação linear diferentes, soldadas. Ao serem aquecidas, as lâminas aumentam seu comprimento de forma 
desigual, fazendo com que esta lâmina soldada entorte. 
Considere uma lâmina bimetálica feita de dois componentes com comprimentos inicialmente iguais, mas 
materiais diferentes, uma de latão e outra de invar, que sofrerão a mesma variação de temperatura. Sendo o 
coeficiente de dilatação linear do invar maior que o coeficiente de dilatação linear do latão, temos que a barra 
de latão dilatará mais com o aumento de temperatura. Veja: 
ΔL = Lo. α. ΔѲ 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
12 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
 Uma vez que o comprimento inicial e a variação de temperatura são os mesmos para ambas as lâminas, aquela que tiver 
maior coeficiente de dilatação linear irá sofrer maior variação de tamanho. 
 
Exemplo: 
Resolução: 
 
 
Resposta: D 
 
Representação gráfica 
Como a equação da dilatação linear de um corpo é uma função do primeiro grau, seu gráfico em função 
do comprimento (L) e da temperatura (θ), deve ser representado por um segmento de reta o qual não passa 
pela origem, já que o comprimento inicial não é igual a zero. Desta forma: 
 
 
Considerando um ângulo φ como a inclinação da reta em relação ao eixo horizontal. Podemos relacioná-
lo com: 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
13 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
Pois: 
 
 
Dilatação superficial 
Quando a variação das medidas de um corpo é significante em apenas duas dimensões, devido a uma 
variação de temperatura, temos a dilatação superficial. 
Para o estudo da dilatação superficial, consideremos uma placa metálico com área A0 quando a uma 
temperatura θ0. Aquecendo essa placa até uma temperatura θ (θ > θ0), observamos que sua área passa a ser A 
(A > A0). 
 
A variação de tamanho devido ao fenômeno da dilatação térmica depende de três fatores: 
• Área inicial; 
• Material de que é feito o corpo; 
• Variação de temperatura. 
 
Sendo assim, temos que a fórmula da dilatação superficial é igual a: 
 
 
 
Onde: 
ΔA = variação da área (m) 
ΔA = Ao. β. ΔѲ 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
14 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Ao = área inicial (m) 
β = coeficiente de dilatação superficial (varia de acordo com o material do corpo) 
ΔѲ= variação de temperatura (°C) 
Obs.: A unidade usada para β é o inverso da unidade de temperatura, como: . 
 
É fácil compreender essa fórmula, uma vez que, sendo a placa homogênea, cada unidade de sua área 
sofre a mesma dilatação por unidade de variação de temperatura. Em outras palavras, cada pedacinho da placa 
sofre o mesmo aumento de superfície, quando aquecidos igualmente. 
 
O coeficiente de dilatação superficial pode ser obtido a partir do coeficiente linear, conforme a seguinte 
relação: 
 
 
 
 Essa relação acima é muito importante para resolução de questões. 
CESPE / CEBRASPE (2009) -SEDUC-CE 
 
Considerando que o material da régua seja homogêneo e tenha coeficiente de dilatação linear igual a 
25 × 10-6 °C-1, é correto afirmar que a medida final A1 apresentou aumento relativo à medida inicial A0 igual a 
 
a) 0,01%. 
b) 0,02%. 
β = 2.α 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
15 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
c) 0,03% 
d) 0,05%. 
RESOLUÇÃO: 
A dilatação superficial é dada por ΔA=A.β.Δt, onde β é o dobro do coeficiente linear. Assim: 
 
ΔA=Ao.50. 10-6(20-10) 
ΔA=Ao.50. 10-6.10 
ΔA=A.500.10-6 
ΔA=0,0005.Ao 
ΔA=0,0005x100%. Ao 
ΔA=0,05%.Ao 
Resposta: D 
 
Dilatação de um orifício 
Imagine que na placa vista acima é retirado um pedaço dela, sendo feito um furo. O que acontecerá com 
esse orifício se aumentarmos a temperatura da placa? O seu tamanho vai dilatar ou contrair? 
Ocorre que na dilatação térmica as partículas constituintes dos materiais se distanciam. Assim, se a 
temperatura aumentar, toda a placa aumenta de tamanho, aumentando todas as suas dimensões, de forma 
que furos, orifícios, trincas, falhas, descontinuidades, bolhas, rasgos e espaços vazios também aumentam. 
Sendo assim, as partículas da borda do furo também se afastam em um aumento de temperatura e se 
aproximam em uma redução de temperatura. 
 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
16 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Dilatação volumétrica dos sólidos 
Quando a variação das medidas de um corpo é significante nas três dimensões, devido a uma variação de 
temperatura, temos a dilatação volumétrica. 
Para o estudo da dilatação volumétrica, consideremos um cubo metálico com volume inicial V0 quando a 
uma temperatura θ0. Aquecendo essa placa até uma temperatura θ (θ > θ0), observamos que seu volume passa 
a ser V (V > V0). 
 
A variação de tamanho devido ao fenômeno da dilatação térmica depende de três fatores: 
• Volume inicial; 
• Material de que é feito o corpo; 
• Variação de temperatura. 
 
Sendo assim, temos que a fórmula da dilatação volumétrica é igual a: 
 
 
 
Onde: 
ΔV = variação do volume (m) 
Vo = volume inicial (m) 
γ = coeficiente de dilatação volumétrica (varia de acordo com o material do corpo) 
ΔѲ= variação de temperatura (°C) 
Obs.: A unidade usada para γ é o inverso da unidade de temperatura, como: . 
 
É fácil compreender essa fórmula, uma vez que, sendo o cubo homogêneo, cada unidade de seu volume 
sofre a mesma dilatação por unidade de variação de temperatura. Em outras palavras, cada pedacinho do cubo 
sofre o mesmo aumento de volume, quando aquecidos igualmente. 
O comportamento dos buracos nos sólidos volumétricos é semelhante aos sólidos superficiais! 
ΔV = Vo. γ. ΔѲ 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
17 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
O coeficiente de dilatação volumétrico pode ser obtido a partir do coeficiente linear, conforme a seguinte 
relação: 
 
 
 
Resumindo, a relação entre os coeficientes de dilatação é dada por: 
 
 
 
 
 
Dilatação em líquidos 
Nos líquidos, ocorre exclusivamente a dilatação volumétrica. Sendo assim, a lei que rege a dilatação de 
líquidos é fundamentalmente igual à dilatação volumétrica de sólidos, já que estes não podem dilatar-se 
linearmente e nem superficialmente, então: 
 
 
 
 
 
Porém, como o líquido está geralmente contido em um recipiente, devemos também levar em conta o 
efeito da dilatação sobre o frasco que o contém. Visualmente, o que observamos é apenas a dilatação aparente 
do líquido, ou seja, sabe quando o líquido transborda do recipiente devido ao aquecimento do conjunto? Esse 
líquido que extravasa é dilatação aparente. Assim, para obtermos a dilatação real do líquido, devemos somar 
a dilatação aparente com a dilatação do recipiente. 
 
Dilatação líquido = dilatação aparente + dilatação do recipiente 
 
Se o recipiente dilatar mais que o líquido, perceberemos que o líquido irá ocupar menos espaço dentro do 
recipiente. Se o recipiente se dilatar menos que o líquido,perceberemos o líquido preenchendo o recipiente, 
reduzindo o espaço vazio e, às vezes, até transbordando. Porém, se o recipiente e o líquido se dilatarem 
igualmente, não perceberemos diferenças no espaço ocupado pelo líquido no recipiente. 
Se substituirmos as relações das dilatações volumétricas, para o caso de um recipiente totalmente 
preenchido com um líquido, teremos: 
γ = 3.α 
 
ΔV = Vo. γ. ΔѲ 
 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
18 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
ΔVlíquido = ΔVaparente + ΔVrecipiente 
Vo. γlíq. Δθ = Vo. γap. Δθ + Vorec. γrec. Δθ 
 
 
 
Se quisermos calcular a quantidade de líquido que extravasa de um recipiente quando todo o conjunto for 
aquecido, basta calcular a dilatação aparente. 
2016 - SEDUC-CE - Professor – Física Uma certa quantidade de glicerina está armazenada em um reservatório 
de vidro que tem paredes bem finas. Leve em consideração as informações a seguir: 
 
O conjunto se encontra a 30 ºC 
γvidro = 27 x 10-6 ºC-1 
γglicerina = 5,0 x 10-4 ºC-1 
γ = coeficiente de dilatação volumétrica. 
 
Caso a temperatura do conjunto passe para 65ºC, é possível afirmar que o nível da glicerina no recipiente 
 
a) vai se elevar, porque apenas a glicerina aumenta de volume. 
b) vai se elevar, pois a glicerina aumenta de volume e a capacidade do reservatório diminui de volume. 
c) vai se elevar, apesar da capacidade do reservatório aumentar. 
d) vai baixar, já que a glicerina sofre um aumento de volume menor do que o aumento da capacidade do 
reservatório. 
e) não sofrerá alteração, pois a capacidade do reservatório aumenta tanto quanto o volume de glicerina. 
 
RESOLUÇÃO: 
 Temos uma questão sobre dilatação volumétrica de líquidos. Como a coeficiente de dilatação volumétrica 
da glicerina é maior que o do vidro, a glicerina irá dilatar mais que o recipiente, vindo a transbordar. 
Resposta: C 
 
Dilatação anômala da água 
γlíq = γap + γrec 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
19 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Como vimos, os líquidos sofrem dilatação da mesma forma que os sólidos, ou seja, de maneira uniforme, 
porém com a água é diferente. 
Em uma temperatura entre 0°C e 4°C, há um fenômeno inverso ao natural e esperado que chamamos 
de dilatação anômala da água. Neste intervalo de temperatura a água, ao ser resfriada, sofre uma expansão 
no seu volume, e ao ser aquecida, uma redução. Por isso é possível que haja água em estado líquido sob as 
camadas de gelo com temperatura igual ou inferior a 0°C. 
Podemos representar o comportamento do volume da água em função da temperatura: 
 
Como é possível perceber, se aumentarmos a temperatura no intervalo de 0°C a 4°C, o volume da água 
diminui, sendo que o menor volume para a água acontece em 4°C. 
Então, no intervalo de 0°C a 4°C: 
 
 
Calorimetria 
 
temperatura 
aumenta
volume 
diminui
contração 
térmica
temperatura 
diminui
volume 
aumenta
dilatação 
térmica
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
20 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Calorimetria é a parte da termologia que estuda as trocas de energia térmica entre os corpos. Essa 
energia em trânsito é chamada de calor e ocorre devido a diferença de temperatura entre os corpos. 
A calorimetria define a temperatura de equilíbrio dos corpos e a quantidade de energia térmica adequada 
para que os eles sofram mudanças na temperatura e no estado físico. Para entender a calorimetria se faz 
necessário entender os conceitos de calor e temperatura, pois eles são a base para esse campo de estudo. 
Como já estudamos isso anteriormente, vamos apenas relembrar: 
 
• Temperatura é uma grandeza física escalar que mede o grau de agitação das moléculas. 
• Calor é a energia térmica em trânsito de um corpo para outro; 
• Equilíbrio térmico ocorre quando dois ou mais corpos atingem a mesma temperatura; 
 
Propagação do calor 
A propagação de calor entre os corpos ocorre de três maneiras: condução, convecção e irradiação. 
Condução – a energia térmica vai sendo transmitida de uma molécula para outra do corpo, ou seja, à 
medida que a temperatura do corpo aumenta, consequentemente, a energia cinética também aumenta. É 
importante notar que para haver a condução de calor, é necessário que haja contato físico direto das espécies 
envolvidas na troca térmica. 
Existem substâncias que permitem essa transmissão com maior facilidade, são os condutores de calor. 
Os metais, de uma maneira geral, são bons condutores de calor. 
Por outro lado, há materiais que conduzem mal o calor, e são chamados de isolantes térmicos, é o caso, 
por exemplo, do isopor, da cortiça e da madeira. 
Na condução é necessário que haja contato físico direto das espécies envolvidas na troca térmica. 
 
O fluxo de calor que se estabelece nesse caso será diretamente proporcional à área A à diferença de 
temperatura Δθ, e inversamente proporcional ao comprimento L (espessura). Matematicamente, tais 
grandezas são relacionadas pela Lei de Fourier: 
 
 
 
Onde: 
Ф= fluxo de calor 
k= coeficiente de condutibilidade térmica (constante característica do material) 
A= área 
Ф = k.
𝑨.𝜟𝜽
𝑳
 
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/termologia
https://www.todamateria.com.br/propagacao-de-calor/
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
21 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
L= comprimento 
Δθ= diferença de temperatura 
 
Convecção – Essa propagação de calor acontece, principalmente, com os fluidos líquidos e gasosos. A 
energia térmica é transmitida através do deslocamento de porções do próprio material aquecido, assim as 
moléculas mais aquecidas têm o seu volume aumentado, o que faz com que a sua massa específica diminua, e 
essas tendam a ir para a parte superior do fluido, ao mesmo tempo, as moléculas menos quentes, e de maior 
massa específica, migram para o fundo do fluido, criando as correntes de convecção. Isso explica o motivo pelo 
qual o ar mais quente que está embaixo do congelador resfria-se ou porque devemos deixar o ar-condicionado 
na parte superior de um ambiente. 
Na convecção a energia térmica é transmitida através do deslocamento de porções do próprio material aquecido. 
 
Irradiação – A energia térmica é transferida por meio de ondas eletromagnéticas (ondas de calor). Não é 
necessário um meio material para que haja a troca de ondas eletromagnéticas. Ou seja, a propagação de calor 
por meio da irradiação, não depende do contato entre os corpos. por exemplo, a irradiação solar que incide no 
planeta Terra. Ao atingir um corpo, parte da radiação é absorvida e parte é refletida. A quantidade que é 
absorvida aumenta a energia cinética das moléculas do corpo (energia térmica). 
Os corpos escuros absorvem a maior parte da radiação que incide sobre eles, ao passo que os corpos claros 
refletem a maior parte da radiação. 
Desta maneira, corpos escuros ao serem colocados ao Sol aumentam muito mais rapidamente sua 
temperatura do que os corpos de cor clara. 
Na irradiação a energia térmica é transferida por meio de ondas eletromagnéticas (ondas de calor). 
 
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/ondas-eletromagneticas
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/ondas-eletromagneticas
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
22 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
 
Calor 
Já estudamos que calor é a energia térmica em trânsito de um corpo para outro, devido a diferença de 
temperatura. Sendo uma forma de energia, sua unidade de medida no SI é o Joule (J). Entretanto, por razões 
históricas, existe outra unidade, a caloria (cal), cuja relação com o joule é: 
1 cal = 4,1868 J 
Um múltiplo da caloria bastante utilizado é a quilocaloria(kcal): 
1 kcal = 1.000 cal 
Mas, afinal, o que é energia térmica? 
Imagine se levarmos ao fogo água líquida. À medida que a chama cede calor para a água, as moléculas de 
água ficam mais agitadas, ou seja, ganham mais energia cinética. Sendo assim, quanto maior o grau de 
agitação das moléculas, maior sua temperatura. 
Energia térmica é a soma das energias cinéticas, ou seja, energia de agitação de todas as partículas que 
constituem um corpo e depende da sua temperatura e do número de partículas existentes. 
 
Energia térmica é a soma das energias cinéticas de todas as partículas que constituem um corpo 
 
Ainda pensando na situação descrita acima, se a água líquida levada ao fogo estiver inicialmente a 
temperatura ambiente, com o passar do tempo verificaremos pelo termômetro que ela se aquece, ou seja, sua 
temperatura aumenta. Se, entretanto, fizermos o mesmo com um bloco de gelo a 0°C, verificaremos que ele 
se derrete, transformando-se em líquido, mas sua temperatura NÃO se modifica até que todo o gelo se derreta. 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
23 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
Portanto, quando um corpo recebe calor, este pode produzir variação de temperatura ou mudança de 
estado. 
Quando há variação de temperatura, dizemos que o corpo recebeu ou cedeu calor sensível. Se o efeito 
se traduz pela mudança de estado, o calor recebido ou cedido pelo corpo é dito calor latente. Outra diferença 
entre os dois, é a respeito da temperatura. Ou seja, o calor latente independe da temperatura do corpo, 
enquanto o calor sensível a considera. 
Nos exemplos citados, a água líquida recebeu calor sensível e o gelo recebeu calor latente. 
 
• Calor sensível – esse tipo de calor causa exclusivamente a variação da temperatura do corpo. 
• Calor latente – esse é o tipo de calor responsável exclusivamente por produzir uma mudança de estado físico. 
 
Calor sensível 
Calor sensível é o calor necessário para produzir exclusivamente uma variação de temperatura de um 
determinado corpo. Para calcular o calor sensível, utiliza-se a Equação Fundamental da Calorimetria: 
 
 
 
 
Onde: 
Q: quantidade de calor sensível (cal ou J) 
m: massa do corpo (g ou Kg) 
c: calor específico da substância (cal/g°C ou J/Kg.°C) 
Δθ (θ- θo): variação de temperatura (°C ou K) 
 
Q = m. c. Δθ 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
24 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Obs: O calor específico indica a quantidade de calor que cada unidade de massa do corpo precisa receber 
ou ceder para que sua temperatura varie uma unidade. É constante para cada material em cada estado físico. 
Assim, o calor específico caracteriza uma substância em um determinado estado físico. 
 
A Equação Fundamental da Calorimetria é diretamente proporcional à massa e à variação de 
temperatura sofrida por esse corpo. Portanto, quando há um aumento de temperatura (ΔѲ> 0), o calor sensível 
é positivo (Q> 0), indicando que o corpo recebeu calor. Analogamente, quando há uma diminuição de 
temperatura (ΔѲ< 0), o calor sensível é negativo indicando que o corpo cedeu calor. 
 
Δθ= Ѳ - θo 
Q> 0 ⇔ ΔѲ> 0 ⇔ corpo recebe calor 
Q< 0 ⇔ ΔѲ< 0 ⇔ corpo cede calor 
 
Capacidade térmica 
A capacidade térmica representa numericamente a quantidade de calor que o corpo deve trocar para 
sofrer uma variação unitária de temperatura. 
Ela pode ser entendida como a medida da capacidade de receber ou perder calor que um corpo apresenta, 
para uma dada variação de temperatura. Por exemplo, um corpo de baixa capacidade térmica troca 
quantidades de calor relativamente pequenas para sofrer uma dada variação de temperatura. 
Diferente do calor específico, que depende apenas da substância, a capacidade térmica depende também 
da massa do corpo. No SI, a capacidade térmica é medida em J/K (Joule/Kelvin). 
A capacidade térmica representa numericamente a quantidade de calor que o corpo deve trocar para sofrer uma 
variação unitária de temperatura 
 
Ela pode ser expressa da seguinte forma: 
 
 
 
Desenvolvendo essa equação, vem: 
C = 
𝑄
𝛥Ѳ
 = 
𝑚.𝑐.𝛥Ѳ
𝛥Ѳ
 = m.c 
 
 
 
C = m.c 
C = 
𝑄
𝛥Ѳ
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
25 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Onde: 
 C = capacidade térmica 
 Q = quantidade de calor 
ΔѲ= variação de temperatura 
 m = massa 
 c = calor específico. 
Calor latente 
O calor latente é o tipo de calor responsável exclusivamente por produzir uma mudança de estado físico. 
Uma substância pura pode se apresentar em três fases ou estados de agregação: sólido, líquido e gasoso. 
 
 
 
• Na fase gasosa, as partículas da substância estão muito afastadas e praticamente não há ligação entre elas, 
permitindo-lhes grande liberdade de movimentação. Além disso, nessa fase a substância apresenta o volume e a 
forma do recipiente onde está condicionada; 
• Na fase líquida, as partículas da substância estão levemente mais afastadas do que no estado sólido e há ligação 
intermediária entre elas, permitindo certo grau de liberdade de movimentação. Nessa fase, a substância 
apresenta volume definido, porém forma do recipiente; 
• Na fase sólida, as partículas da substância estão muito próximas e há forte ligação entre elas, permitindo baixo grau 
de liberdade de movimentação. Os sólidos possuem forma e volume bem definidos. 
 
Em determinadas condições de pressão e temperatura, uma substância pode passar de uma fase para 
outra, ocorrendo o que chamamos de mudança de fase ou mudança de estado de agregação. 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
26 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
As mudanças de estado físico são: 
• Fusão: passagem do estado sólido para o líquido; 
• Vaporização/evaporação/ebulição: passagem do estado líquido para o gasoso; 
• Liquefação/condensação: passagem do estado gasoso para o líquido; 
• Solidificação: passagem do estado líquido para o sólido; 
• Sublimação: passagem do estado gasoso para o sólido e vice-versa; 
 
A quantidade de calor latente necessária para que ocorra uma mudança de fase depende da massa e da 
natureza da substância. A sua fórmula matemática é descrita da seguinte forma: 
 
 
 
 
Onde: 
Q = quantidade de calor (J) 
m = massa (Kg) 
l = calor latente (em J/Kg no S.I) 
 OBS.: Quando uma substância perde calor, o calor latente assume valores negativos, quando a substância 
está recebendo calor, assume valores positivos. 
 
Aprofundamento 
Aprofundando um pouco, vamos estudar a diferença entre vaporização x evaporação x ebulição e 
liquefação x condensação. 
Q = m. L 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
27 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Vaporização: é a passagem do estado líquido para o estado de vapor. Mas, existem outras formas em que 
essa mudança de estado pode ocorrer, pois sua velocidade pode variar, dependendo da quantidade de energia 
fornecida. Essas formas são a evaporação e a ebulição. 
Evaporação: ocorre à temperatura ambiente, em qualquer temperatura e pressão, de forma bem lenta, 
predominantemente na superfície do líquido, sem o aparecimento de bolhas ou agitação do líquido. Por 
exemplo, quando colocamos roupas para secar. 
Ebulição: ocorre a uma determinada temperatura, que é específica para cada substância pura e que pode 
variar de acordo com a pressão atmosférica local. Ela se dá quando aquecemos o sistema, é uma passagem do 
líquido para o vapor de forma mais rápida e é bem perceptível, pois ocorre com agitação e formação de bolhas. 
Por exemplo, quando colocamos a água no fogo, percebemos a formação de bolhas. 
Para explicar a diferença entre liquefação x condensação, precisamos entender qual é a diferença entre 
gás e vapor: 
vapor: éum estado no qual a substância pode facilmente voltar para o estado líquido apenas se 
aumentarmos a pressão do sistema ou se abaixarmos a temperatura, separadamente. 
Gás: está em um estado fluido e para mudá-los de estado é necessário usar o aumento da pressão e 
diminuição da temperatura simultaneamente. 
 
Liquefação: refere-se à mudança do estado gasoso para o estado líquido de um gás. 
Condensação: é quando a substância - um vapor - muda do estado gasoso para o estado líquido. 
* É comum esses termos serem tratados como sinônimos nas questões. 
 
Curvas de aquecimento e resfriamento 
Vimos nos estudos relacionados a mudanças de fase de substâncias que é possível provocar essa mudança 
mediante o fornecimento ou a retirada de energia térmica. 
Agora, estudaremos através das curvas de aquecimento e de resfriamento o que ocorre durante uma 
transição de fase. 
Curvas de aquecimento ou de resfriamento são gráficos que mostram a variação da temperatura com o tempo à 
medida que o objeto vai perdendo ou ganhando energia térmica. 
 
Vamos supor que tenhamos, num recipiente, certa massa de gelo inicialmente a -20 °C, sob pressão 
normal. Se levarmos esse sistema ao fogo, acompanhando como varia a temperatura no decorrer do tempo, 
veremos que o processo todo pode ser dividido em cinco etapas distintas. Essas várias etapas podem ser 
visualizadas na curva de aquecimento: 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
28 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
 
A) aquecimento do gelo de -20 °C a 0 °C: como há variação de temperatura, o aquecimento da substância 
ocorre com o ganho de calor sensível apenas e ela está no estado sólido. 
B) fusão do gelo a 0 °C: neste instante, o gelo começa a derreter e toda a energia fornecida passa a ser 
usada para romper as ligações que mantém a estrutura sólida. Por este motivo, a temperatura fica constante 
até que todo o gelo esteja todo derretido. Sendo assim, o aquecimento da substância ocorre com o ganho de 
calor latente apenas e ela está no estado sólido + líquido. 
C) aquecimento da água líquida de 0 °C a 100 °C: a partir desse instante, o gelo está completamente 
derretido e a temperatura da água aumenta constantemente com o ganho de calor sensível. Suas moléculas 
vibram mais rapidamente até atingirem a temperatura de ebulição. 
D) vaporização da água líquida a 100 °C: toda a energia recebida a partir desse ponto será usada para 
aquecer o vapor (calor latente apenas), que permanece com temperatura constante até que o líquido tenha 
evaporado completamente (ponto E). A substância está no estado líquido + gasoso. 
E) aquecimento do vapor acima de 100 °C (possível somente se o confinarmos em um recipiente 
adequado). 
 
Se considerarmos o processo inverso, com perda de calor de um sistema constituído por vapor-d’água 
inicialmente a 110 °C, sob pressão normal, obteremos a curva de resfriamento da água, com as seguintes 
etapas: 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
29 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
 
A) resfriamento do vapor de 110 °C a 100 °C: como há variação de temperatura, neste instante há perda 
de calor sensível e a substância encontra-se no estado gasoso somente. 
B) condensação (liquefação) do vapor a 100 °C: atingida a temperatura de liquefação, a substância perde 
calor latente até que todo o gás vire líquido. 
C) resfriamento da água líquida de 100 °C a 0 °C: a partir desse instante, a substância está 
completamente no estado líquido e a temperatura da água diminui constantemente com a perda de calor 
sensível. Suas moléculas vibram mais devagar até atingirem a temperatura de solidificação. 
D) solidificação da água a 0 °C; neste instante, a água começa a solidificar. Por este motivo, a 
temperatura fica constante até que todo a água vire gelo. Sendo assim, o resfriamento da substância ocorre 
com a perda de calor latente apenas e ela está no estado sólido + líquido. 
E) resfriamento do gelo abaixo de 0 °C: como há variação de temperatura, o resfriamento da substância 
ocorre com a perda de calor sensível apenas e ela está no estado sólido. 
Diagrama das fases 
Vimos que podem acontecer várias transformações de estados físicos com uma substância. Essas 
transformações dependem das condições de pressão e de temperatura. Assim, se utilizarmos apenas a 
mudança na temperatura ou na pressão a mudança de estado irá ocorrer; caso contrário a mudança nas duas 
variáveis é necessária. 
Representando os diferentes estados da substância no gráfico pressão x temperatura (p x θ), obtemos o 
denominado diagrama de fases da substância. Podemos observar nele qual é a fase física mais estável de uma 
determinada substância em cada condição de temperatura e pressão. 
O diagrama de fases é um gráfico utilizado para indicar as condições de temperatura e pressão necessárias para obter 
uma substância em um determinado estado físico (sólido, líquido ou gasoso). 
 
Na figura abaixo, apresentamos o diagrama de fases para a água: 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
30 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
 
Podemos observar que o eixo x (horizontal) contém os valores de temperatura, e o eixo y (vertical) contém 
os valores de pressão. Além disso, há três curvas conectadas a um único ponto (denominado de ponto triplo), 
dividindo o gráfico em três regiões bem delimitadas, como podemos observar no diagrama representado 
acima. 
Regiões 
 
 
Região 1: indica quais são as condições de temperatura e pressão nas quais encontramos a 
substância no estado sólido. 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
31 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 Região 2: indica quais são as condições de temperatura e pressão nas quais encontramos a 
substância no estado líquido. 
Região 3: indica quais são as condições de temperatura e pressão nas quais encontramos a 
substância no estado gasoso. 
 
Curvas 
 
Curva 1: essa curva é chamada de curva de fusão, na qual temos as condições de temperatura e 
pressão para que as fases sólida e líquida coexistam em equilíbrio. É zona limítrofe entre os estados sólido 
e líquido. Assim, qualquer ponto localizado sobre ela indica que teríamos a substância nos estados sólido 
e líquido. 
Curva 2: essa curva é chamada de curva de vaporização, na qual temos as condições de temperatura 
e pressão para que as fases líquida e gasosa coexistam em equilíbrio. É zona limítrofe entre os estados 
líquido e vapor. Assim, qualquer ponto localizado sobre ela indica que teríamos a substância 
nos estados líquido e vapor. 
Curva 3: essa curva é chamada de curva de sublimação, na qual temos as condições de temperatura 
e pressão para que as fases sólida e gasosa coexistam em equilíbrio. É zona limítrofe entre os estados 
sólido e vapor. Assim, qualquer ponto localizado sobre ela indica que teríamos a substância nos estados 
sólido e vapor. 
 
Ponto Triplo (T) 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
32 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
O estado representado pelo ponto comum às três curvas (T) é denominado ponto triplo ou ponto tríplice 
e corresponde ao equilíbrio entre as três fases da substância. Assim, sob pressão de 4,58 mmHg e à temperatura 
de 0,01 °C, podemos obter para a água um sistema constituído por gelo, água líquida e vapor de água, em 
equilíbrio. 
Ponto Crítico (C) 
O ponto crítico (C) é o ponto em que não conseguimos mais forçar a mudança de fase pelo aumento de 
pressão. Antes do ponto crítico, conseguimos passar do estado de vapor para o líquido com o aumento de 
pressão, a uma temperatura fixa.Depois da Temperatura Crítica, a substância não volta mais para o estado 
líquido com o aumento de pressão. Para torná-la um líquido,é preciso mexer na temperatura. Assim, 
quando este é o caso, dizemos que a substância é um “gás verdadeiro”. Antes disso, ela pode ser 
considerada um vapor. 
No caso da água, isso ocorre a uma temperatura crítica (tc) de 374 oC e uma pressão de 218 atm. A partir 
desses valores de temperatura e pressão temos a água gasosa. 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
33 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
 
Trocas de calor 
Dois corpos A e B são colocados dentro de um aparelho chamado calorímetro, que consiste em um 
recipiente fechado incapaz de trocar calor com o meio externo, ou seja, termicamente isolado. 
Sendo a temperatura de A maior que a de B e o recipiente termicamente isolado, toda a energia térmica 
passa de A para B até o equilíbrio térmico ser atingido. 
 
 
Por exemplo, se o corpo A perde 50 calorias (Qa= - 50), uma vez que não há outros corpos trocando calor, 
o corpo B receberá essas 50 calorias (Qb= 50). Como o recinto é termicamente isolado, a quantidade de calor 
total do sistema não varia. Então, podemos então enunciar o princípio geral que descreve as trocas de calor: 
Se dois ou mais corpos trocam calor entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelos corpos, até o 
estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula. 
 
 Matematicamente, temos: 
 
 
ΣQ=0 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
34 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
(lê-se que somatório de todas as quantidades de calor é igual a zero) 
 
OBS: as quantidades de calor podem ser tanto sensível como latente. 
Fluxo de calor e Potência térmica 
A transferência de calor entre dois ou mais corpos ocorre ao longo do tempo. Desta maneira, podemos 
calcular esse fluxo de calor usando a seguinte fórmula: 
 
 
 Onde: 
ϕ: fluxo de calor; 
Q: quantidade de calor (J ou cal); 
Δt: intervalo de tempo (s) 
 
 A unidade do fluxo de calor no SI é o J/s que é chamado de watt (W). Pode-se usar ainda em cal/s. 
Agora considere uma chaleira cheia de água sendo aquecida pela chama do fogão. O aquecimento ocorre 
mais rapidamente quando a chama está alta ou baixa? 
É claro que é com a chama alta, que tem a maior potência térmica. 
A potência térmica mede a rapidez com que o calor é trocado entre dois corpos. 
 
Para determinar a potência térmica de uma fonte térmica que fornece uma quantidade de calor Q num 
intervalo de tempo t: 
 
 
Ué, professora, mas essa não é a fórmula para calcular o fluxo de calor? Exatamente! 
Quanto maior a potência, maio o fluxo, pois obtemos os resultados através da mesma fórmula. 
 
CEPERJ – 2011- SEDUC-RJ / Professor – Física 
http://3.bp.blogspot.com/-pmFnZrXh04Q/T2YV1dTXzvI/AAAAAAAABSM/yNZQt1ENubs/s1600/W.png
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
35 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém um bloco de gelo e 100g de água em equilíbrio 
térmico. Com o auxílio de uma fonte que desenvolve uma potência constante, é fornecido calor para o interior 
do calorímetro e passa-se a monitorar sua temperatura. O gráfico abaixo informa como a temperatura no 
interior do calorímetro varia em função do tempo durante 25 minutos de monitoramento. Sendo o calor latente 
de fusão do gelo 80cal/g e o calor específico da água (líquida) 1,0cal/g0 C, pode-se afirmar que a massa do gelo 
inicialmente contido no calorímetro era: 
a) 10g 
b) 25g 
c) 50g 
d) 75g 
e) 100g 
RESOLUÇÃO: 
Temos os seguintes processos de acordo com o gráfico: 
1 Gelo sofrendo processo de fusão: Q = m. 80 cal (este processo dura 20 min) 
2 Aquecimento da massa gelo Q = m.c.ΔѲ = m. 1. 10 = 10.m cal (este processo dura 5 min) 
3 Aquecimento da massa de água Q = m.c.ΔѲ = 100. 1. 10 = 1000 cal (este processo dura 5 min) 
 
Observe que ele fala que existe uma fonte cedendo calor ao sistema de forma constante, logo: 
Potência = Qtotal/ tempo 
Sendo a potência constante tanto para o calor latente, quanto para o calor sensível, vem: 
𝑄𝑙
𝑡
 = 
𝑄𝑠
𝑡𝑠
 
80𝑚
20
 = 
1000+10𝑚
5
 
80m = 4000 + 40m 
40m = 4000 
m = 4000/40 
m= 100 g 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
36 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Resposta: E 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
37 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Questões comentadas pelo professor 
 IBFC - 2017 - SEDUC-MT - Professor - Física 
Em meados do século XVIII o conceito de calor específico e de calor latente não estavam ainda formulados, 
tarefa que foi resolvida entre 1761 e 1772 com trabalhos dos físicos Joseph Black e Johan Carl Wilcke. Por volta 
de 1749 predominava a expectativa de que a temperatura de equilíbrio térmico sempre estaria na proporção 
das massas ou dos volumes das substâncias, sem menção à essa característica intrínseca dos materiais. 
 
“Conforme demonstrou o químico escocês Joseph Black (1728 - 1799) em uma de suas célebres experiências 
(…) em 1757, ao misturar água a 78ºC com a mesma quantidade de gelo a 0ºC, observou que o gelo se fundiu 
todo mantendo-se, no entanto, em 0ºC.” 
“A crônica do Calor: Calorimetria”, J.M.F. Bassalo, Revista Brasileira do Ensino de Física, Vol. 14 (1), 1992, p. 29. 
 
Em experimentos de calorimetria são comuns desvios sensíveis entre valores observados e calculados com 
modelos ideais. Considerando o experimento de Black narrado por Bassalo segundo o modelo ideal em que há 
apenas trocas de calor entre a água, calor específico de 1 cal/gºC, e o gelo, calor latente de fusão de 80 cal/g, 
assinale a alternativa que representaria a expectativa teórica ideal. 
 
a) ( )No equilíbrio térmico ainda haveria 10% da massa inicial de gelo 
b) ( )No equilíbrio térmico ainda haveria 2,5% da massa inicial de gelo 
c) ( )O equilíbrio térmico ocorreria em 39 ºC 
d) ( )O equilíbrio térmico seria estabelecido a 0,25 ºC 
e) ( )O equilíbrio térmico seria estabelecido a 10 ºC 
 
RESOLUÇÃO: 
No equilíbrio térmico, temos que a quantidade de calor recebido é igual a de calor cedido. Como há 
mudança de fase, o calor recebido pelo gelo é o calor latente Ql=m. L e o calor cedido pela água é o calor 
sensível Qs= m.c.Δθ, uma vez que há variação de temperatura. Assim: 
 
∑ 𝑄 = 𝑄𝑠 + 𝑄𝑙 = 0 
mágua.c. Δθ + mgelo.L = 0 
mágua.1.(0-78) +mgelo. 80 = 0 
mágua.(-78) +mgelo. 80 = 0 
mágua.78 = mgelo. 80 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
38 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
mgelo = mágua.
78
80
 
mgelo = 0,975.mágua 
 
Isso significa que 97,5% da massa de gelo virou água líquida, ou seja, 2,5% da massa inicial de gelo não 
derreteu. 
Resposta: B 
 IFBC- 2017 - SEDUC-MT- Professor - Física 
Os estados da matéria representam a forma em que um elemento se encontra a uma determinada temperatura 
e pressão. São cinco os estados físicos da matéria aceitos pelos cientistas atuais: o sólido, o líquido, o gasoso, 
o plasma e o condensado de Bose-Einstein. Sobre o estado sólido, analise as afirmativas abaixo e assinale a 
alternativa correta 
I. Os sólidos conservam sua forma, porém não conservam seu volume ao longo do tempo – vide o caso do gelo. 
II. A diferença entre os estados físicos está na forma de organização das moléculas, quanto maior a agitação 
molecular, mais organizada é a estrutura cristalina. 
III. Sólidos mantém suas partículas constituintes dispostas em um arranjo interno regularmente ordenado. 
IV. O arranjo interno das moléculas ou átomosé chamado retículo cristalino ou estrutura cristalina. 
V. A passagem do estado sólido para o estado líquido chama-se fusão e a passagem do estado sólido para o 
gasoso chama-se sublimação. 
Assinale a alternativa que contém as afirmações verdadeiras: 
a) ( )Os itens I, II e IV são verdadeiros 
b) ( )Os itens III, IV e V são verdadeiros 
c) ( )Os itens II, III e V são verdadeiros 
d) ( )Os itens II, III, IV e V são verdadeiros 
e) ( )Os itens I, III, IV e V são verdadeiros 
 
RESOLUÇÃO: 
I. ERRADA. Sólido é um estado da matéria, cujas características são ter volume e forma definidos. Na fase 
sólida da matéria, os átomos têm uma ordenação espacial fixa. Até os átomos do sólido mais rígido movem-se 
ligeiramente já que possuem alguma energia cinética. 
II. ERRADA. Quanto maior a agitação molecular, mais desorganizada a estrutura cristalina. O nível de 
organização das moléculas é: sólido > líquido > gasoso. 
III. CORRETA. Sólido é um estado da matéria, cujas características são ter volume e forma definidos. Isso 
se deve a organização molecular do sólido. 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
39 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
IV. CORRETA. As estruturas cristalinas estão presentes em diversos materiais, em que os átomos 
distribuídos dentro de sua estrutura formam uma rede chamada retículo cristalino. Possuem, portanto, 
estruturas cristalinas os sais, metais e a maior parte dos minerais. 
 As estruturas cristalinas são formadas por células unitárias que são sua unidade básica, pois constituem o 
menor conjunto de átomos associados encontrados numa estrutura cristalina. 
V. CORRETA. Fusão é a passagem do estado sólido para o líquido ao recebe energia térmica (calor), 
aumentando sua agitação molecular e vencendo as fortes interações atômicas, ou moleculares. Sublimação 
consiste na passagem do estado sólido para o gasoso diretamente. 
 
Resposta: B 
 Quadrix - 2018 - SEDF - Professor Substituto - Física 
 Quando o calor é transferido para uma amostra sólida ou líquida, nem sempre a temperatura da amostra 
aumenta. Em vez disso, a amostra pode mudar de fase (ou de estado). No que diz respeito à termodinâmica, a 
trocas de calor e à mudança de fase, julgue o item seguinte, considerando calor específico da 
água = calor específico do gelo e calor latente de fusão 
 
É necessário fornecer 10,5 kcal de calor para que 200 g de gelo a –10 ºC se fundam e se transformem em água 
líquida na temperatura de 20 ºC. 
 
RESOLUÇÃO: 
No equilíbrio térmico, o calor fornecido é igual ao calor recebido. Para gelo a -10°C, virando água líquida 
a temperatura final de 20°C, temos calor latente para a mudança de fase e calor sensível para a mudança de 
temperatura. Logo 
Q = m. cgelo. Δθ+ m. L + m.cágua .Δθ 
Q = 0,2 .1 .(0 - (-10)) + 0,2. 80 + 0,2.1. (20 - 0) 
Q= -2 + 16 + 4 = 18 kcal 
É necessário fornecer 18kcal. 
 
Resposta: ERRADO 
 QUADRIX - 2018 - SEDUC-GO - Professor - Física 
 
Dois objetos feitos do mesmo material (mármore, por exemplo) possuem capacidades térmicas proporcionais 
a suas massas. Assim, é conveniente definir uma "capacidade térmica por unidade de massa", ou calor 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
40 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
específico (c), que se refere não a um objeto, mas a uma massa unitária do material de que é feito o objeto. Já 
quando o calor é transferido para uma amostra sólida ou líquida, nem sempre a temperatura da amostra 
aumenta. Em vez disso, a amostra pode mudar de fase (ou de estado). No caso, a quantidade de energia por 
unidade de massa que deve ser transferida em forma de calor para que uma amostra mude totalmente de fase 
é chamada de calor de transformação e é representada pela letra L. 
 
Halliday e Resnick. Fundamentos de Física: gravitação, ondas e termodinâmica. v. 2. Rio de Janeiro: LTC, 2009 
(com adaptações). 
 
A partir do texto acima, assinale a alternativa que apresenta a quantidade de calor que uma amostra de gelo de 
massa m = 100 g a -10 °C deve absorver para passar ao estado líquido a 20 °C, sendo o calor específico do gelo 
(cgelo) igual a 2.220 J/kg.K, o calor específico da água (cágua) igual a 4.190 J/kg.K e o calor de fusão do gelo (LF) 
igual a 333 kJ/kg. 
 
a) ( )Depois que todo o gelo funde, somente uma parte da energia transferida para a água é usada para 
aumentar sua temperatura. 
b) ( )O calor necessário para fazer a temperatura da água aumentar do valor de 0 °C para o valor final de 
20 °C é de 838 kJ. 
c) ( )O calor necessário para fundir toda a amostra de gelo é de 0,333 kJ. 
d) ( )O calor necessário para fazer a temperatura do gelo aumentar do valor inicial, -10 °C, para 0 °C, para 
que, depois, o gelo possa fundir, é de, aproximadamente, 22,2 kJ. 
e) ( )O calor total absorvido pela amostra de gelo para passar de -10 °C a 20 °C é maior que 43 kJ. 
RESOLUÇÃO: 
Para resolver essa questão, temos: 
a) ( )Calor latente (Ql) = fusão do gelo 
Ql = m.LF 
Ql= 100.10-3.333 
Ql= 33,3 kJ 
 
b) ( )Calor sensível (Qsgelo) = variação de temperatura do gelo de -10°C a 0°C 
Qsgelo = m.cgelo.Δθ 
Qsgelo = 100.10-3.2220.(0- (-10)) 
Qsgelo= 222.10 
Qsgelo= 2220 J = 2,22 kJ 
 
c) ( )Calor sensível (Qs) = variação de temperatura da água de 0°C a 20°C 
Qs= m.cágua.Δθ 
Qs= 100.10-3.4190.(20-0) 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
41 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Qs= 4190.20 
Qs= 83800 = 83,8 kJ 
 
Calor total será de: 33,3 k + 2,22k + 83,8k = 119,32 kJ 
Resposta: E 
 2016 - SEDUC-CE - Professor - Física 
No interior e na capital do Ceará, o chá de erva-cidreira (Melissa oficinalis) é amplamente utilizado por causa 
das seguintes ações: calmante, diurética e expectorante. Thayla quer fazer um chá para seu irmãozinho, Júnior, 
que está com muita secreção nos pulmões. Ela dispõe de 200g de gelo a 0 ºC e utilizará, para fazer este chá, um 
forno micro-ondas que tem uma potência máxima de 700 W. Para fazer os cálculos, considere as seguintes 
informações: 
 
• Thayla e Júnior moram em Fortaleza (nível do mar); 
• O calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g; 
• O calor específico da água é de 1 cal/g ºC; 
•1 cal equivale, aproximadamente, a 4 joules. 
 
Considerando que Thayla vai usar este micro-ondas sempre na potência máxima, o tempo necessário para a 
água entrar em ebulição é, aproximadamente, de 
 
a) ( )90s 
b) ( )206s 
c) ( )280s 
d) ( )360s 
e) ( )366s 
 
RESOLUÇÃO: 
Temos que dividir a questão em etapas. 
Obs: a potência está em Watts. Teremos que passar a quantidade de energia para joule. Para isso, basta 
multiplicar por 4. 
d) ( )Mudança de fase do gelo (calor latente) 
Ql = m.L 
Ql = 200.80 
Ql = 16000 cal 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
42 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Ql= 64000 joules 
• Aquecimento da água até a temperatura de ebulição (calor sensível) 
Q = m.c.ΔT 
Q = 200.1.100 
Q = 20000 cal 
Q = 80000 joules 
• Calor total = Ql + Q = 64000 + 80000 = 144000 joules 
 
• Tempo: 
Pot = Q / t 
700 = 144000 / t 
t = 144000 / 700 
t = 205, 7 segundos 
O mais próximo disso é a alternativa b 
Resposta: B 
 
 2016 - SEDUC-CE - Professor – Física 
Uma certa quantidade de glicerina está armazenada em um reservatório de vidro que tem paredes bem finas. 
Leve em consideração as informações a seguir: 
 
O conjunto se encontra a 30 ºC 
γvidro = 27 x 10-6 ºC-1 
γglicerina = 5,0 x 10-4 ºC-1 
γ = coeficiente de dilatação volumétrica. 
 
Caso a temperatura do conjunto passe para 65ºC, é possível afirmar que o nível da glicerina no recipiente 
 
a) ( )vai se elevar, porque apenas a glicerina aumenta de volume. 
b) ( )vai se elevar, pois a glicerina aumenta de volume e a capacidade do reservatóriodiminui de 
volume. 
c) ( )vai se elevar, apesar da capacidade do reservatório aumentar. 
d) ( )vai baixar, já que a glicerina sofre um aumento de volume menor do que o aumento da 
capacidade do reservatório. 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
43 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
e) ( )não sofrerá alteração, pois a capacidade do reservatório aumenta tanto quanto o volume de 
glicerina. 
 
RESOLUÇÃO: 
 Temos uma questão sobre dilatação volumétrica de líquidos. Como a coeficiente de dilatação volumétrica 
da glicerina é maior que o do vidro, a glicerina irá dilatar mais que o recipiente, vindo a transbordar. 
 
Resposta: C 
 CESPE - 2018 - SEDUC-AL - Professor -Física 
 
A figura I mostra quatro fios condutores idênticos, de coeficiente de dilatação linear α, ligados na forma de um 
quadrado, e a figura II mostra uma chapa quadrada, de lado igual ao lado do quadrado da figura I, feito do 
mesmo material e homogêneo. Com base nessas informações, julgue o item a seguir. 
 
Sabe-se que, no processo de dilatação do objeto quadrado homogêneo, sua entropia necessariamente 
aumenta. 
RESOLUÇÃO: 
Temos que a variação da entropia é diretamente proporcional à variação da energia. Por sua vez a energia 
aumenta proporcionalmente com a temperatura. 
A dilatação também é diretamente proporcional a temperatura, então temos que a entropia aumenta no 
processo de dilatação. 
 
Resposta: CERTO 
 CESPE - 2018 - SEDUC-AL - Professor -Física 
https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/ibfc-2017-seduc-mt-professor-de-educacao-basica-fisica
https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/ibfc-2017-seduc-mt-professor-de-educacao-basica-fisica
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
44 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
A figura I mostra quatro fios condutores idênticos, de coeficiente de dilatação linear α, ligados na forma de um 
quadrado, e a figura II mostra uma chapa quadrada, de lado igual ao lado do quadrado da figura I, feito do 
mesmo material e homogêneo. Com base nessas informações, julgue o item a seguir. 
Se houvesse um furo quadrado na chapa, ao aquecer-se essa chapa, a área do furo seria aumentada exatamente 
na mesma proporção do aumento da chapa. 
RESOLUÇÃO: 
Ocorre que na dilatação térmica as partículas constituintes dos materiais se distanciam. Assim, se a 
temperatura aumentar, toda a placa aumenta de tamanho, aumentando todas as suas dimensões, de forma 
que furos, orifícios, trincas, falhas, descontinuidades, bolhas, rasgos e espaços vazios também aumentam. 
Sendo assim, as partículas da borda do furo também se afastam em um aumento de temperatura e se 
aproximam em uma redução de temperatura. 
Resposta: CERTO 
 CESPE - 2018 - SEDUC-AL - Professor -Física 
 
A figura I mostra quatro fios condutores idênticos, de coeficiente de dilatação linear α, ligados na forma de um 
quadrado, e a figura II mostra uma chapa quadrada, de lado igual ao lado do quadrado da figura I, feito do 
mesmo material e homogêneo. Com base nessas informações, julgue o item a seguir. 
O aumento da temperatura em qualquer um dos sistemas é fruto do aumento desordenado das velocidades de 
seus átomos. 
RESOLUÇÃO: 
A dilatação de um corpo pelo aumento de temperatura é consequência do aumento da agitação das 
partículas constituintes do corpo - sejam elas átomos, moléculas ou íons, de acordo com o material. 
Resposta: CERTO 
https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/ibfc-2017-seduc-mt-professor-de-educacao-basica-fisica
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
45 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 CESPE - 2018 - SEDUC-AL - Professor -Física 
 
A figura I mostra quatro fios condutores idênticos, de coeficiente de dilatação linear α, ligados na forma de um 
quadrado, e a figura II mostra uma chapa quadrada, de lado igual ao lado do quadrado da figura I, feito do 
mesmo material e homogêneo. Com base nessas informações, julgue o item a seguir. 
Considerando que os dois objetos estejam inicialmente a uma mesma temperatura, se a temperatura de ambos 
for homogeneamente aumentada em ΔT graus Celsius, a área do quadrado feito de fios aumentará mais que a 
área da chapa quadrada. 
 
RESOLUÇÃO: 
Vamos calcular a variação da figura I, supondo valores. Digamos que: 
Lo = 1m 
α = 1 
ΔT = 1 
Assim, a variação linear é dada por: 
L = Lo + Lo.α.ΔT 
L = 1 + 1.1.1 = 2m 
Logo, a nova área da figura I será dada por: A = 2m.2m = 4m² 
Agora, vamos calcular a variação superficial da figura II, para os mesmos valores: 
Ao = 1m.1m = 1m² 
ß = 2α = 2.1 = 2 
ΔT = 1 
A = Ao + Ao.ß.ΔT 
A = 1 + 1.2.1 = 3m² 
Assim, depreende-se que a área do quadrado feito de fios (4m²) realmente aumentará mais que 
a área da chapa quadrada (3m²). 
 
https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/ibfc-2017-seduc-mt-professor-de-educacao-basica-fisica
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
46 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Resposta: CERTO 
 CESPE - 2013 – SEDUC-CE - Professor de Física 
Ao se mergulhar um bloco de gelo de 100 g, a temperatura de -10 °C, em 1 kg de água, a uma temperatura de 
5 °C, a temperatura final de equilíbrio será igual a 
a) ( )-0,5 °C. 
b) ( )1,5 °C 
c) ( )0 °C. 
d) ( )2 °C. 
e) ( )0,8 °C. 
 
RESOLUÇÃO: 
Sabemos que para atingir o equilíbrio térmico, o calor vai do corpo quente para o mais frio, O calor cedido 
é igual ao calor recebido. Sendo assim, a água irá ceder calor para o gelo. 
Para o gelo derreter totalmente, é necessário que ele atinja a temperatura de 0°C (calor sensível) e mude 
de fase (calor latente): 
Qs= m.c.Δθ 
Qs= 100.0,5.(0-(-10)) 
Qs= 500 cal 
 
Ql= m.L 
Ql= 100.80 
Ql= 8000 cal 
 
*A questão não fornece, mas o calor específico da água é igual a 1 J/g.°C e do gelo é 0,5 J/g.°C. 
Assim, ao todo, seriam necessárias 8500 calorias para derreter todo o gelo, porém o gelo só recebe 5000 
calorias da água. Veja: 
Qs= m.c.Δθ 
Qs= 1000.1.(0-5) 
Qs= - 5000 calorias (o sinal negativo indica apenas que o calor foi cedido) 
 Portanto, uma parte do gelo fica sem descongelar, e como sabemos na mudança de estado físico a 
temperatura não muda, então a sua temperatura continua sendo 0ºC, estando assim em equilíbrio com a água. 
Resposta: C 
https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/funiversa-2015-pc-df-papiloscopista-policial
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
47 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 CESPE - 2013 – SEDUC-CE - Professor de Física 
 
Considere que, para aquecer 100 litros de água, de uma temperatura inicial de 10 °C para uma temperatura de 
50 °C, tenha sido utilizado um dispositivo com potência igual a 1.000 W. Considere, ainda, que a densidade da 
água seja igual a 1.000 kg/m³ e que 1 caloria seja igual a 4,2 joules. Nessa situação, o tempo gasto, em minutos, 
para realizar esse procedimento corresponde, aproximadamente, a 
a) ( )320. 
b) ( )380. 
c) ( )150. 
d) ( )180. 
e) ( )280. 
 
 RESOLUÇÃO: 
Sabendo que potência é dada por Pot = Q/t . Temos t = Q/Pot. 
Para aquecer 100 litros de água de 10°C a 50°C, calculamos o calor sensível: 
Q = m.c.Δθ 
Q = 100000 x 1 x (50-10) 
Q = 100000 x 1 x 40 
Q = 4000000 calorias 
 
Convertendo calorias em Joules, de acordo com informado no exercício: 
Q = 4000000 x 4,2 = 16800000 J 
Substituindo o valor Q na equação da potência, vem: 
t=16800000/1000 
t = 16800 segundos 
Convertendo em minutos (basta dividir por 60) → t = 280 minutos 
Resposta: E 
 CESPE - 2017 – SEDF - Professor de Física 
https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/funiversa-2015-pc-df-papiloscopista-policial
https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/funiversa-2015-pc-df-papiloscopista-policialFranciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
48 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
A figura I ilustra a seção transversal de um tubo (raio interno ri = 1,5 cm e raio externo re = 2,5 cm) que conduz 
água quente a uma temperatura constante Ti. A parte externa do tubo está a uma temperatura ambiente Te. A 
figura II mostra a variação da temperatura T em função da distância radial r entre as paredes do tubo. Essa 
variação é expressa por dT = -(F/K )dr/r, em que F é proporcional ao fluxo de calor por unidade de comprimento 
do tubo e K é a condutividade térmica do material do tubo. 
Considerando essas informações, julgue o item subsecutivo. 
Quanto maior o valor da condutividade térmica do material do tubo, maior o fluxo radial de calor por unidade 
de comprimento. 
 
RESOLUÇÃO: 
Não precisa se assustar com a integral! Essa questão é conceitual. 
Sabemos que a condutividade térmica é a propriedade que o material tem de conduzir calor. Além disso, 
identificamos no gráfico que quanto menor o raio, maior a temperatura, ou seja, maior o fluxo de calor. 
Portanto, quanto maior a capacidade do material conduzir calor, maior será o fluxo de calor por unidade de 
comprimento 
Resposta: CERTO 
 CESPE - 2017 – SEDF - Professor de Física 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
49 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 
 
A figura I ilustra a seção transversal de um tubo (raio interno ri = 1,5 cm e raio externo re = 2,5 cm) que conduz 
água quente a uma temperatura constante Ti. A parte externa do tubo está a uma temperatura ambiente Te. A 
figura II mostra a variação da temperatura T em função da distância radial r entre as paredes do tubo. Essa 
variação é expressa por dT = -(F/K )dr/r, em que F é proporcional ao fluxo de calor por unidade de comprimento 
do tubo e K é a condutividade térmica do material do tubo. 
Considerando essas informações, julgue o item subsecutivo. 
Considerando-se que o coeficiente de dilatação linear do material do tubo seja 24 × 10-6 K-1, se a temperatura 
da água diminuir de 20 o C, então a variação percentual do comprimento do tubo será inferior a 1%. 
 
RESOLUÇÃO: 
Calculando a dilatação linear, temos: (atente-se que o coeficiente de dilatação linear está em Kelvin, então 
a temperatura também deve ficar em Kelvin) 
Δθ= 273 + 20 = 293 K 
ΔL= Lo.α.Δθ 
ΔL= Lo.24.10-6. 293 = 0,7. 10-2 = 0,7% de dilatação 
Resposta: CERTO 
 NUCEPE - 2015 – SEDUC-PI - Professor de Física 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
50 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
Uma placa retangular de alumínio tem 10 cm de largura e 40 cm de comprimento, à temperatura de 40°C. Essa 
placa é aquecida até atingir a temperatura de 70°C. Sabendo que o coeficiente de dilatação superficial do 
alumínio é βal = 46.10-6 °C-1, a área final desta placa retangular, nesta temperatura, será 
 
a) ( )0,522 cm² 
b) ( )400 cm² 
c) ( )400,552 cm² 
d) ( )452,222 cm² 
e) ( )522,400 cm² 
 
 
RESOLUÇÃO: 
Calculando a dilatação superficial, temos: 
Δ A = A0.β. Δθ 
Δ A= 400. 46.10-6 .(70-40) 
Δ A = 400. 46.10-6 . 30 
Δ A = 5520.10-4 
Δ A = 0,552 cm² 
A= A0 + Δ A 
A= 400+0,552 
A= 400,552 cm² 
 
Resposta: C 
 NUCEPE - 2015 – SEDUC-PI - Professor de Física 
Uma barra de aço possui um comprimento de 5,000 m a uma temperatura de 20°C. Se aquecermos essa barra 
até que sua temperatura atinja 70°C, o comprimento final da barra, sabendo que o coeficiente de dilatação 
linear do aço é α = 12.10-6 °C-1 será de 
a) ( )0,003m. 
b) ( )0,005m. 
c) ( )5,005m. 
d) ( )5,003m. 
e) ( )5,000m. 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
51 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
RESOLUÇÃO: 
Calculando a dilatação linear, temos: 
ΔL= Lo.α.Δθ 
ΔL= 5.12.10-6.(70-20) 
ΔL= 60. 10-6.50 
ΔL= 3000.10-6 m = 0,003 m 
L = Lo + ΔL = 5 + 0,003 = 5,003 m 
Resposta: D 
 
 NUCEPE - 2015 – SEDUC-PI - Professor de Física 
Quando colocamos um termômetro de mercúrio numa chama, a coluna de mercúrio desce um pouco antes de 
começar a subir porque 
a) ( )o mercúrio que está dentro do vidro inicia seu processo de dilatação primeiro. Depois, a dilatação do 
vidro é mais notável, porque este tem um coeficiente de dilatação maior do que o mercúrio. 
b) ( )o vidro que contém o mercúrio inicia seu processo de dilatação primeiro. Depois, a dilatação do 
mercúrio é mais notável, porque este tem um coeficiente de dilatação menor do que o do vidro. 
c) ( )o mercúrio que está dentro do vidro inicia seu processo de dilatação primeiro. Depois, a dilatação do 
vidro é mais notável, porque este tem um coeficiente de dilatação menor do que o mercúrio. 
d) ( )o vidro que contém o mercúrio inicia seu processo de dilatação primeiro. Depois, a dilatação do 
mercúrio é mais notável, porque este tem um coeficiente de dilatação maior do que o do vidro. 
e) ( )o mercúrio quando é aquecido se contrai inicialmente para depois se dilatar. 
 
RESOLUÇÃO: 
Primeiro o vidro é aquecido pela chama, então ele dilata primeiro, fazendo a altura do mercúrio 
descer um pouco antes de começar a subir. Logo após, a chama aquece o mercúrio e este inicia 
sua dilatação também. 
Uma vez que o vidro tem o coeficiente de dilatação menor que o mercúrio, a expansão do líquido 
passa a ser maior. 
Resposta: D 
 
 NUCEPE - 2015 – SEDUC-PI - Professor de Física 
Assinale a alternativa que define CORRETAMENTE calor. 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
52 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
a) ( )Trata-se de um sinônimo de temperatura em um sistema. 
b) ( )É uma forma de energia contida nos sistemas. 
c) ( )É uma energia em trânsito que se transfere de um corpo para outro devido à diferença de temperatura 
entre eles. 
d) ( )É uma forma de energia superabundante nos corpos quentes. 
e) ( )É uma forma de energia que se transfere do corpo mais frio para o corpo mais quente. 
 
RESOLUÇÃO: 
Calor é energia térmica em trânsito, sempre saindo do corpo de maior temperatura para o de 
menor temperatura. 
Resposta: C 
 
 CEPERJ - 2013 – SEDUC-RJ - Professor de Física 
No estado da Califórnia, nos Estados Unidos, é encontrado um dos lugares mais quentes da Terra, o “Vale da 
Morte”, onde já foi observada a temperatura de 55 °C. Utilizando a escala Fahrenheit, que é a escala 
termométrica padrão americana, a temperatura alcançada em graus centígrados no “Vale da Morte” 
corresponde a 
 
a) ( )131 °F 
b) ( )67 °F 
c) ( )48 °F 
d) ( )87 °F 
e) ( )235 °F 
 
RESOLUÇÃO: 
Transformando Celsius em Fahrenheit: 
1,8C = F – 32 
F = 1,8C + 32 
F = 1,8. 55 + 32 
F= 99 + 32 
F= 131°F 
Resposta: A 
Franciele santana - 03627975529
Prof. Ágatha Bouças 
 Aula 07 
 
53 de 73| www.direcaoconcursos.com.br 
Física para Professor 
 CEPERJ - 2013 – SEDUC-RJ - Professor de Física 
Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém 460 g de gelo a -20 °C. Nele são introduzidos 50 g 
de água a 20 °C. O calor específico do gelo é 0,50 cal/g°C, o da água (líquida) é 1 cal/g°C e o calor latente de 
fusão do gelo, que é igual ao de solidificação da água, é 80 cal/g. Quando se restabelece o equilíbrio térmico, a 
massa de gelo existente no calorímetro é: 
 
a) ( )nula 
b) ( )405 g 
c) ( )410 g 
d) ( )505 g 
e) ( )510 g 
 
RESOLUÇÃO: 
O calor sensível e o calor latente cedidos pela água é igual ao calor recebido pelo gelo, dado por: 
Qs= m. c.Δθ 
Qs= 50.1.(0-20) 
Qs= - 1000 cal (0 sinal negativo apenas indica que o calor foi cedido) 
 
Solidificação da água: 
Ql= 50.(-80) 
Ql= - 4000 cal (0 sinal negativo apenas indica que o calor foi cedido) 
 
Ao todo a água cedeu 5000 calorias para o gelo. 
Primeiro o gelo atinge a temperatura de 0°C (calor sensível)