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ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Física 
Prof. Henrique Goulart 
Aula 08 – Termologia e Calor 
estretegiavestibulares.com.br vestibulares.estrategia.com 
 
2024 
Exasi
u 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 2 
 
SUMÁRIO 
INTRODUÇÃO 4 
1) TERMOMETRIA E ESCALAS TERMOMÉTRICAS 5 
1.1. Escalas Celsius e Kelvin 6 
1.2. Escala Fahrenheit 8 
1.3. Conversões entre Escalas 9 
2) DILATAÇÃO TÉRMICA 16 
2.1. Dilatação Linear 18 
2.1.1. Lâminas Bimetálicas 22 
2.2. Dilatação Superficial 24 
2.2.1. Dilatação do Vazio 25 
2.3. Dilatação Volumétrica 28 
2.3.1. Anel de Gravesande 29 
2.3.2. Dilatação dos Líquidos e a Dilatação Aparente 30 
2.3.3. Dilatação Anômala da Água 33 
3) CALORIMETRIA 35 
3.1. O Calor e sua Propagação 37 
3.1.1. Propagação de Energia por Condução 37 
3.1.2. Propagação de Energia por Convecção 38 
3.1.3. Propagação de Energia por Irradiação 38 
3.1.4. Aplicações e Garrafas Térmicas 39 
3.2. Calor, Trabalho e Energia Interna 44 
3.2.1. Estados Físicos da Matéria 45 
3.2.2. Aquecimento de Substância Pura 49 
3.3. Quantidade da Calor Sensível 56 
3.3.1. Calor Específico de uma Substância 58 
3.3.2. Capacidade Térmica de um Corpo 64 
3.4. Quantidade da Calor Latente 66 
3.4.1. Calor Latente de uma Substância 66 
3.5. Misturas Térmicas 73 
3.6. Fluxo de Energia na Forma de Calor por Condução 79 
4) RESUMO DA AULA 85 
5) LISTA DE EXERCÍCIOS 97 
Gabarito 120 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 3 
6) LISTA DE EXERCÍCIOS RESOLVIDA E COMENTADA 121 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 164 
VERSÕES DA AULA 165 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 165 
 
 
 
 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 4 
INTRODUÇÃO 
Faaaaala, guerreira! Faaaaala, guerreiro! Tudo bem contigo?! 
Eu sou o Professor Henrique Goulart, um dos professores de Física aqui do 
Estratégia Vestibulares. 
Seja muito bem-vindo à nossa Aula 08 do Curso de Física! 
Estou muito feliz em ver que você conseguiu vencer todos os tópicos da aula anterior com 
sucesso! 
Nesta aula, vamos falar sobre Termologia. Dentro desta área, abordaremos os tópicos de 
escalas termométricas, o fenômeno da Dilatação Térmica, o conceito de Calor e seus modos de 
propagação, além de Misturas Térmicas. 
 
Minha guerreira, meu guerreiro, não esqueça que ao mesmo tempo que você tem este 
livro digital, em PDF, você também pode conferir a videoaula! 
Ah, também não esqueça que qualquer dúvida pode ser tirada diretamente pelo fórum de 
dúvidas! 
Ao finalizar esta aula, é esperado que você tenha desenvolvido e adquirido todas as 
ferramentas teóricas e práticas e seja capaz de resolver os exercícios específicos da banca da 
sua prova de vestibular. 
 
Prepara o café e o chocolate e vem comigo! 
 
 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 5 
1) TERMOMETRIA E ESCALAS TERMOMÉTRICAS 
Termometria significa medidas de temperatura. Os equipamentos que medem esta 
grandeza se chamam termômetros. Um termômetro é um instrumento capaz de medir a 
temperatura de um sistema por comparação, indicando um valor em uma determinada escala 
para comparação. 
 
O conceito de Temperatura pode ter várias definições dependendo da área e do grau de 
profundidade a que se quer discutir. Por agora, podemos considerar a grandeza Temperatura, 
que é escalar, como uma propriedade associada ao grau de agitação das moléculas de um 
corpo, de forma que, quanto maior a temperatura, maior é esse grau de agitação. 
 
Todas as escalas de temperatura são formuladas a partir da comparação do grau de 
agitação de uma substância de referência em condições bem definidas, geralmente nos pontos 
de fusão e ebulição ao nível do mar. As escalas que podem aparecer em nossas provas são a 
Celsius, a Kelvin e a Fahrenheit. 
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1.1. Escalas Celsius e Kelvin 
A escala Celsius tem como referência os pontos de fusão e ebulição da água ao nível do 
mar. O zero da escala é colocado no ponto de fusão e o 100 da escala é colocado no ponto de 
ebulição. Assim, podemos graduar e calibrar um termômetro nesta escala ao submeter o 
equipamento a estas duas condições, de modo que o 0°C e o 100°C possibilitem a comparação 
de temperaturas. 
Não há qualquer lei física que limite um valor superior de temperatura, mas valor mínimo 
tem. Como veremos na próxima aula, de Termodinâmica, existe um valor mínimo de temperatura 
possível na natureza. Este valor está associado ao menor padrão de agitação térmica dos 
constituintes de um material (não significa que eles param de vibrar). Esta temperatura é 
chamada de Zero Absoluto. 
A escala Kelvin é a escala Celsius absoluta, ou seja, é a mesma escala Celsius, mas com 
o zero deslocado para o zero absoluto, que fica 273 valores abaixo do 0°C. Esta é a escala 
absoluta de temperaturas do Sistema Internacional padrão de unidades. 
 
A escala Kelvin é a escala Celsius absoluta, ou seja, é a mesma escala 
Celsius, mas com o zero deslocado para o zero absoluto, que fica 273 valores 
abaixo do 0°C. Esta é a escala absoluta de temperaturas do Sistema 
Internacional padrão de unidades. 
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Assim, os pontos de fusão e ebulição da água, ao nível do mar, na escala Kelvin ficam os 
valores 273K e 373K, respectivamente. 
A equação que relaciona estas duas escalas e possibilita o cálculo de valores equivalentes 
de uma escala a outra é a seguinte: 
Relação entre as escalas Celsius e Kelvin 
𝐾 = °𝐶 + 273 
A temperatura na escala Kelvin corresponde ao valor na escala Celsius somado de 273. 
OBS: Uma temperatura na escala Kelvin é indicada com o valor seguindo do 
símbolo “K” maiúsculo, sem o símbolo de grau “°”. Já na escala Celsius, o valor 
deve ser seguido de “°C”. Além disso, enquanto se diz “graus célsius”, os 
valores da escala Kelvin não se dizem “graus kelvin”, mas somente “kelvin” ou 
“kelvins” no plural. 
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1.2. Escala Fahrenheit 
A escala Fahrenheit tem os valores de 32°F e 212°F nos respectivos pontos de fusão e 
ebulição da água ao nível do mar. Assim, um termômetro pode ser graduado e calibrado nesta 
escala ao submeter o equipamento a estas duas condições. 
 
Existe uma escala absoluta para a Fahrenheit. A escala Rankine é a escala Fahrenheit 
absoluta, ou seja, é a mesma escala Fahrenheit, mas com o zero deslocado para o zero absoluto, 
que fica 459 valores abaixo do 0°F: −459°𝐹 = 0𝑅. A escala Rankine não é cobrada em provas, 
bem como outras diversas escalas que existem. 
A escala Celsius é utilizada como escala oficial na maioria dos países do mundo, como 
no Brasil, por exemplo. Alguns países de língua inglesa utilizam a escala Fahrenheit como oficial, 
o que pode causar um pouco de confusão para viajantes em países como Estados Unidos e 
Inglaterra, por exemplo. 
Assim, onde temos o valor de 0° a escala Fahrenheit marca 32°F, enquanto que o valor 
de 100°C corresponde ao 212°C. 
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A equação que relaciona estas duas escalas e possibilita o cálculo de valores equivalentes 
de uma escala a outra é a seguinte: 
Relação entre as escalas Celsius e Fahrenheit 
°𝐶
5
=
°𝐹 − 32
9
 
1.3. Conversões entre Escalas 
Uma relação que converte o valor de uma escala para outra pode ser obtida ao se 
conhecer, pelo menos, dois valores correspondentes entre as escalas. Com estes valores, 
podemos fazer uma operação de interpolação linear, associando variações correspondentes 
entre as escalas. 
Para encontrar a relação entre duas escalas, devemos fazer a interpolação linear entre 
elas a partir de dois valores equivalentes. A interpolação linear é uma regra de três simples, mas 
com intervalos de valores. Jamais utilize uma regra de três simplespara encontrar o valor 
correspondente de uma escala para outra! 
 Muito cuidado!!! 
 
Jamais utilize uma regra de três simples para encontrar o valor 
correspondente de uma escala para outra! 
Para encontrar a relação entre duas escalas, devemos fazer a interpolação 
linear entre elas a partir de dois valores equivalentes. A interpolação linear é uma 
regra de três simples, mas com intervalos de valores. 
Ao se fazer a interpolação entre as escalas Celsius e Kelvin, temos que uma variação de 
temperaturas em cada escala estão relacionadas da seguinte forma: 
∆°𝐶 = ∆𝐾 
Como uma variação de 100°C corresponde a uma variação de 100K, então podemos 
escrever o que segue: 
∆°𝐶
100
=
∆𝐾
100
 
Assim, a diferença entre uma temperatura na escala Celsius e o 0°C corresponde à 
diferença entre a temperatura equivalente na escala Kelvin e o 273K, da mesma forma que a 
diferença (100°𝐶 − 0°𝐶) está para (373𝐾 − 273𝐾). Assim, temos: 
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°𝐶 − 0
100 − 0
=
𝐾 − 273
373 − 273
 
°𝐶
100
=
𝐾 − 273
100
 
°𝐶 = 𝐾 − 273 
𝐾 = °𝐶 + 273 
Claro, estas são as relações que nós já vimos. O importante aqui é que você entenda 
como encontrar a relação entre quaisquer escalas ao saber dois valores equivalentes entre elas. 
Então, vamos lá! 
Ao aplicarmos esta mesma ideia para as escalas Celsius e Fahrenheit, já que o 0°C 
equivale a 32°F e 100°C equivale a 212°F, então podemos escrever uma regra de três com as 
respectivas variações, onde uma variação ∆°𝐶 está para ∆°𝐹, assim como (100°𝐶 − 0°𝐶) está 
para (212°𝐹 − 32𝐹). Assim, temos: 
∆°𝐶
100 − 0
=
∆°𝐹
212 − 32
 
∆°𝐶
100
=
∆°𝐹
180
 
Veja que, enquanto na escala Celsius temos uma variação de 100 valores, na escala 
Fahrenheit temos a variação de 180 valores. Isto significa que a escala Fahrenheit é mais 
subdividida, com intervalos menores entre os valores. Se simplificarmos, temos: 
∆°𝐶
10
=
∆°𝐹
18
 
∆°𝐶
5
=
∆°𝐹
9
 
 
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Ao simplificarmos o denominador, temos que para cada variação de 10 valores na escala 
Celsius, teremos uma variação de 18 valores na Fahrenheit. Da mesma forma, uma variação de 
5 valores em graus celsius correspondem a uma variação de 9 valores em graus fahrenheit. 
Assim, a diferença entre uma temperatura na escala Celsius e o 0°C corresponde à 
diferença entre a temperatura equivalente na escala Fahrenheit e o 32K, da mesma forma que a 
diferença (100°𝐶 − 0°𝐶) está para (212°𝐹 − 32°𝐹). Assim, temos: 
C − 0
100 − 0
=
F − 32
212 − 32
 
°𝐶 − 0
5
=
°𝐹 − 32
9
 
°𝐶
5
=
°𝐹 − 32
9
 
Viu só! Agora espero que você tenha entendido de onde que sai estas equações que 
relacionam escalas! Ah, e muito mais importante que decorar estas equações, é você entender 
como aplicar a interpolação, assim, sabendo dois valores equivalentes, você será capaz de 
montar a relação para quaisquer escalas. 
Podemos inventar uma escala chamada de Uh, que é o barulho que as corujas fazem ao 
chirriarem, em homenagem à nossa mascote do Estratégia Vestibulares (Bah! Viajei nessa... 
Hahaha). Nesta escala, o ponto de fusão marca −20°𝑈 e o ponto de ebulição marca 200°𝑈. 
Assim, podemos escrever a equação que relaciona esta escala com qualquer outra. 
 
∆°𝐶
100
=
∆𝐾
100
=
∆°𝐹
180
=
∆°𝑈
220
 
∆°𝐶
10
=
∆𝐾
10
=
∆°𝐹
18
=
∆°𝑈
22
 
°𝑈 
𝑈 
200 
−20 
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A relação entre as variações de temperatura nas escalas fica: 
∆°𝐶
10
=
∆𝐾
10
=
∆°𝐹
18
=
∆°𝑈
22
 
E a relação entre os valores correspondentes e equivalentes entre as escalas fica: 
°𝐶 − 0
100 − 0
=
𝐾 − 273
373 − 273
=
°𝐹 − 32
212 − 32
=
°𝑈 − (−20)
200 − (−20)
 
°𝐶
100
=
𝐾 − 273
100
=
°𝐹 − 32
180
=
°𝑈 + 20
220
 
°𝐶
10
=
𝐾 − 273
10
=
°𝐹 − 32
18
=
°𝑈 + 20
22
 
°𝐶
5
=
𝐾 − 273
5
=
°𝐹 − 32
9
=
°𝑈 + 20
11
 
 
Exemplo: PUC SP 2016 
O Slide, nome dado ao skate futurista, usa levitação magnética para se manter longe do 
chão e ainda ser capaz de carregar o peso de uma pessoa. É o mesmo princípio utilizado, por 
exemplo, pelos trens ultrarrápidos japoneses. Para operar, o Slide deve ter a sua estrutura 
metálica interna resfriada a temperaturas baixíssimas, alcançadas com nitrogênio líquido. Daí a 
“fumaça” que se vê nas imagens, que, na verdade, é o nitrogênio vaporizando novamente devido 
à temperatura ambiente e que, para permanecer no estado líquido, deve ser mantido a 
aproximadamente – 200 graus Celsius. Então, quando o nitrogênio acaba, o skate para de “voar”. 
 
Fumaça que aparenta sair do skate, na verdade, é nitrogênio em gaseificação (Foto: 
Divulgação/Lexus) 
Fonte: www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2015/07/comofunciona-o-skate-voador-
inspirado-no-filme-de-volta-para-o-futuro-2.html. Consultado em: 03/07/2015 
Com relação ao texto, a temperatura do nitrogênio líquido, – 200 ℃, que resfria a estrutura 
metálica interna do Slide, quando convertida para as escalas Fahrenheit e Kelvin, seria 
respectivamente: 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 13 
A) -328 e 73 
B) -392 e 73 
C) -392 e -473 
D) -328 e -73 
Comentários 
Para converter o −200°𝐶 para seus respectivos equivalentes nas escalas Kelvin e 
Fahrenheit, precisamos da relação entre estas escalas, que pode ser obtida a partir dos 
respectivos valores dos pontos de fusão e ebulição da água ao nível do mar: 0°𝐶 = 273𝐾 = 32°𝐹 
e 100°𝐶 = 373𝐾 = 212°𝐹. 
 
°𝐶 − 0
100 − 0
=
𝐾 − 273
373 − 273
=
°𝐹 − 32
212 − 32
 
°𝐶
5
=
𝐾 − 273
5
=
°𝐹 − 32
9
 
O valor de −200°𝐶 em Kelvin, fica: 
°𝐶
5
=
𝐾 − 273
5
 
°𝐶 = 𝐾 − 273 
−200 = 𝐾 − 273 
𝐾 = −200 + 273 
𝐾 = 73 
O valor de −200°𝐶 em Fahrenheit, fica: 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 14 
°𝐶
5
=
°𝐹 − 32
9
 
−200
5
=
°𝐹 − 32
9
 
−200 ⋅ 9
5
= °𝐹 − 32 
−40 ⋅ 9 = °𝐹 − 32 
−360 = °𝐹 − 32 
−360 + 32 = °𝐹 
𝐹 = −328 
Assim, temos: 
−200°𝐶 = 73𝐾 = −328°𝐹 
Gabarito: “A”. 
 
 
Exemplo: MACKENZIE 2017 
Uma escala termométrica A adota para a temperatura da água em ebulição à pressão 
normal, de 70 °A, e para a temperatura de fusão do gelo à pressão normal, de 20° A. 
Outra escala termométrica B adota para a temperatura da água em ebulição à pressão 
normal, de 90 °B, e para a temperatura de fusão do gelo à pressão normal, de 10 °B. 
A expressão que relaciona a temperatura das escalas A (𝜃𝐴) e B (𝜃𝐵) é 
A) 𝜃𝐵 = 2,6 ∙ 𝜃𝐴 − 42 
B) 𝜃𝐵 = 2,6 ∙ 𝜃𝐴 − 22 
C) 𝜃𝐵 = 1,6 ∙ 𝜃𝐴 − 22 
D) 𝜃𝐴 = 1,6 ∙ 𝜃𝐵 + 22 
Comentários 
Para encontrar a relação entre duas escalas, devemos fazer a interpolação linear entre 
elas a partir de dois valores equivalentes. 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! 
Ao se fazer a interpolação entre as escalas A e B, temos: 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 15 
 
θA − 20
70 − 20
=
θ𝐵 − 10
90 − 10
 
θA − 20
50
=
θ𝐵 − 10
80
 
80 ∙ (θA − 20) = 50 ∙ (θ𝐵 − 10) 
8 ∙ θA − 8 ∙ 20 = 5 ∙ θ𝐵 − 5 ∙ 10 
8 ∙ θA − 160 = 5 ∙ θ𝐵 − 50 
8 ∙ θA − 160 + 50 = 5 ∙ θ𝐵 
Ao isolar o 𝜃𝐵, fica: 
8 ∙ θA − 110 = 5 ∙ θ𝐵 
5 ∙ θ𝐵 = 8 ∙ θA − 110 
θ𝐵 =
8 ∙ θA − 110
5
=
8 ∙ θA
5
−
110
5
 
θ𝐵 = 1,6 ∙ θA − 22 
Gabarito: “C”. 
 
 
 
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2) DILATAÇÃO TÉRMICA 
A dilatação térmica é a mudança nas dimensões, nos tamanhos, de um corpo devido às 
mudanças de temperatura. Em geral, aumentos de temperatura causam aumento dos tamanhos 
dos corpos, assim como reduções de temperatura causam redução dos tamanhos. 
Em muito contextos cotidianos podemos evidenciar este fenômeno, embora ele seja 
imperceptível para a grande maioria das pessoas.Em projetos de engenharia, como na 
construção de máquinas, pontes, viadutos, pisos e linhas férreas, por exemplo, os efeitos de 
dilatação se tornam muito relevantes. Como os corpos mudam de tamanho com a mudança de 
temperatura, folgas entre peças de motores, bem como espaçamentos entre as vigas em linhas 
férreas, entre as peças de um piso cerâmico e entre colunas e bases em viadutos e pontes 
devem ser projetados e previamente calculados. Veja as figuras a seguir. 
 
Figura 1: Espaçamento entre vigas de um trilho de trem (esquerda) e o espaçamento entre as estruturas de um viaduto (direita) 
Estes espaçamentos geralmente são cobertos ou preenchidos por uma junta de dilatação, 
capaz de absorver as mudanças de tamanho das junções, deixando as frestas menos 
perceptíveis. A imagem que segue apresenta dois exemplos: uma junta de dilatação em um 
viaduto e o de um piso, preenchido com rejunte. 
 
Figura 2: Juntas de dilatação em um viaduto e em um piso cerâmico. 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 17 
Esta mudança de tamanho é um reflexo do afastamento entre os constituintes (átomos e 
moléculas) dos corpos que, com o aumento da temperatura, tende a aumentar o afastamento 
devido ao aumento da amplitude de vibração das partículas, que ficam com maior grau de 
agitação e se afastam. Assim, podemos escrever uma regra geral: 
Regra Geral: 
- Dilatação Térmica: Temperatura aumenta, tamanho aumenta. 
- Contração Térmica: Temperatura diminui, tamanho diminui. 
Esta regra geral tem exceções para algumas substâncias que, em determinadas etapas 
de aquecimento, modificam suas estruturas moleculares e dilatam de forma anômala, podendo 
sofrer uma contração térmica ao aumentarem de temperatura, como ocorre com a água líquida 
ao aquecer de zero até 4°C, como veremos mais adiante. 
As variações de tamanho devido ao fenômeno da dilatação térmica dependem de três 
fatores: são tão maiores quanto maiores os corpos forem inicialmente, maiores forem as 
variações de temperatura que sofrerem e maiores para corpos feitos de materiais com maiores 
coeficientes de dilatação. 
 
Existem três tipos de dilatação térmica: a linear, a superficial e a volumétrica. A primeira é 
aplicada em casos de fios ou barras, onde a dilatação é relevante apenas em uma dimensão. Já 
a segunda, é aplicada em chapas e placas de pequena espessura, onde a dilatação é relevante 
em duas dimensões. Por fim, a dilatação volumétrica é aplicada nos casos restantes, quando as 
três dimensões de um corpo são relevantes. 
 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 18 
 
A dilatação térmica é um fenômeno tridimensional. Ou seja, todos os corpos, sólidos ou 
líquidos, dilatam tridimensionalmente, em todas as direções. O cálculo da dilatação linear é 
utilizado para a estimativa da dilatação de uma das três dimensões de um corpo que dilatou 
volumetricamente. Da mesma forma, o cálculo da dilatação superficial é utilizado para a 
estimativa da dilatação de duas das três dimensões de um corpo que dilatou e a dilatação 
volumétrica estima a variação do volume de um corpo devido à variação de temperatura. 
 
2.1. Dilatação Linear 
O cálculo da dilatação linear é utilizado para a estimativa da dilatação de uma das três 
dimensões de um corpo que dilata volumetricamente. 
Como vimos, a variação de uma das medidas dimensionais de um corpo é diretamente 
proporcional ao comprimento inicial, ao coeficiente de dilatação linear do material e à variação 
de temperatura. Ou seja, quanto maior for o comprimento inicial, maior o coeficiente de dilatação 
do material e maior for a variação de temperatura, maior será a mudança do comprimento. 
Uma viga ou uma barra com um comprimento 𝐿0 em uma determinada temperatura, irá 
dilatar termicamente ao sofrer uma elevação em sua temperatura. 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 19 
 
Quando aumentar a temperatura dessa barra, ela irá aumentar também seu comprimento 
e sua espessura. Podemos utilizar a equação da dilatação térmica linear para calcular a mudança 
de tamanho de uma medida unidimensional. 
 
 
Em que ∆𝐿 é a variação no comprimento, 𝐿0 o comprimento inicial do corpo, 𝛼 o coeficiente 
de dilatação linear e ∆𝑇 a variação de temperatura. 
Os coeficientes de dilatação dos materiais são bem pequenos, de forma que as variações 
de tamanho acabam sendo bem sutis. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 20 
Exemplo: MACKENZIE 
Se uma haste de prata varia seu comprimento de acordo com o gráfico dado, o coeficiente 
de dilatação linear desse material vale: 
 
A) 4,0 ⋅ 10−5 °𝐶−1 
B) 3,0 ⋅ 10−5 °𝐶−1 
C) 2,0 ⋅ 10−5 °𝐶−1 
D) 1,5 ⋅ 10−5 °𝐶−1 
E) 1,0 ⋅ 10−5 °𝐶−1 
Comentários 
Podemos utilizar a equação da dilatação térmica linear para calcular a mudança de 
tamanho de uma medida unidimensional, conforme a equação que segue. 
∆𝐿 = 𝐿0 ⋅ 𝛼 ⋅ ∆𝑇 
(𝐿𝑓 − 𝐿0) = 𝐿0 ⋅ 𝛼 ⋅ (𝑇𝑓 − 𝑇0) 
Como o comprimento da haste foi de 20,00cm a 0°C para 20,04cm a 10°C, então temos: 
(20,04 − 20,00) = 20,00 ⋅ 𝛼 ⋅ (100 − 0) 
0,04 = 20,00 ⋅ 𝛼 ⋅ 100 
0,04
20,00 ⋅ 100
= 𝛼 
𝛼 =
0,04
20,00 ⋅ 100
=
4 ⋅ 10−2
2 ⋅ 103
= 2 ⋅ 10−5 °𝐶−1 
Gabarito: “C”. 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 21 
 
Exemplo: UEL PR 
O coeficiente de dilatação linear do aço é 1,1 ⋅ 10−5 °𝐶−1. Os trilhos de uma via férrea têm 
12m cada um na temperatura de 0°C. Sabendo-se que a temperatura máxima na região onde se 
encontra a estrada é 40°C, o espaçamento mínimo entre dois trilhos consecutivos deve ser, 
aproximadamente, de: 
A) 0,40 cm 
B) 0,44 cm 
C) 0,46 cm 
D) 0,48 cm 
E) 0,53 cm 
Comentários 
Podemos utilizar a equação da dilatação térmica linear para calcular a mudança de 
tamanho de uma medida unidimensional, conforme a equação que segue. 
∆𝐿 = 𝐿0 ⋅ 𝛼 ⋅ ∆𝑇 
O espaçamento de dilatação entre um trilho e outro deve ser suficiente para suprir a 
mudança de tamanho causada pela dilatação térmica de cada viga. 
∆𝐿 = 𝐿0 ⋅ 𝛼 ⋅ (𝑇𝑓 − 𝑇0) 
Como o comprimento da viga vale 12m a 0°C e pode atingir uma temperatura máxima de 
40°C, então a variação de tamanho ∆𝐿 fica: 
∆𝐿 = 12 ⋅ 1,1 ⋅ 10−5 ⋅ (40 − 0) 
∆𝐿 = 12 ⋅ 1,1 ⋅ 10−5 ⋅ 40 
∆𝐿 = 528 ⋅ 10−5 𝑚 
∆𝐿 = 5,28 ⋅ 10−3 𝑚 
∆𝐿 = 0,528 ⋅ 10−2 𝑚 
∆𝐿 = 0,528 𝑐𝑚 
∆𝐿 ≅ 0,53 𝑐𝑚 
Gabarito: “E”. 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 22 
2.1.1. Lâminas Bimetálicas 
Lâminas Bimetálicas são dispositivos compostos de dois materiais diferentes, cada um 
com seu respectivo coeficiente de dilatação. Existem diversas aplicações para estes 
componentes, principalmente em termostatos (dispositivos acionados por temperatura) em 
equipamentos eletrônicos e em sistemas de segurança. 
Podemos considerar uma lâmina bimetálica feita de dois componentes com iguais 
comprimentos, mas materiais diferentes, que sofrerão a mesma variação de temperatura. O 
componente da lâmina que tiver maior coeficiente de dilatação linear, irá sofrer maior variação 
de tamanho com a variação de temperatura, conforme a figura a seguir. 
 
Se a lâmina sofrer um aumento de temperatura, o componente inferior irá aumentar mais 
de tamanho que o de cima, de forma que a lâmina irá se curvar para cima. De forma semelhante, 
se a lâmina sofrer uma redução na temperatura, ela irá se curvar para baixo, pois o componente 
com maior coeficiente de dilatação irá reduzir mais de tamanho que o outro. 
Por exemplo, te tivermos uma lâmina bimetálica cuja parte inferior é de zinco e a superior 
de aço, já que o 𝛼𝑍𝑖𝑛𝑐𝑜 > 𝛼𝐴ç𝑜, teremos a seguinte configuração: 
 
Logo, aquele material que tem maior coeficiente de dilatação varia mais de tamanho que 
o outro, crescendo mais em caso de aquecimento, ou contraindo mais em caso de redução da 
temperatura. 
 
Exemplo: FATEC 2017 
Numa aula de laboratório do curso de Soldagem da FATEC, um dos exercícios era 
construir um dispositivo eletromecânico utilizandoduas lâminas retilíneas de metais distintos, de 
mesmo comprimento e soldadas entre si, formando o que é chamado de “lâmina bimetálica”. 
Para isso, os alunos fixaram de maneira firme uma das extremidades enquanto deixaram 
a outra livre, conforme a figura. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 23 
 
Considere que ambas as lâminas estão inicialmente sujeitas à mesma temperatura 𝑇0, e 
que a relação entre os coeficientes de dilatação linear seja 𝛼𝐴 > 𝛼𝐵 . 
Ao aumentar a temperatura da lâmina bimetálica, é correto afirmar que 
A) a lâmina A e a lâmina B continuam se dilatando de forma retilínea conjuntamente. 
B) a lâmina A se curva para baixo, enquanto a lâmina B se curva para cima. 
C) a lâmina A se curva para cima, enquanto a lâmina B se curva para baixo. 
D) tanto a lâmina A como a lâmina B se curvam para baixo. 
E) tanto a lâmina A como a lâmina B se curvam para cima. 
Comentários 
Estando as duas lâminas a mesma temperatura inicial, a variação de temperatura será 
semelhante para as duas. O comprimento inicial das duas também é semelhante, isso é 
garantido durante a fabricação da lâmina bimetálica. A única diferença reside no coeficiente de 
dilatação linear 𝛼: quanto maior for, maior será a dilatação sofrida pela barra. 
Podemos considerar uma lâmina bimetálica feita de dois componentes com iguais 
comprimentos, mas materiais diferentes, que sofrerão a mesma variação de temperatura. O 
componente da lâmina que tiver maior coeficiente de dilatação linear, irá sofrer maior variação 
de tamanho com a variação de temperatura, conforme a figura a seguir. 
Sendo 𝛼𝐴 > 𝛼𝐵, a barra A sofrerá uma dilatação maior que a barra B. Contudo, como elas 
estão unidas, o resultado é uma curvatura para baixo, a barra de menor coeficiente de dilatação 
dificulta a dilatação da maior, sendo o resultado parecido com o ilustrado abaixo. 
 
Gabarito: “D”. 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 24 
2.2. Dilatação Superficial 
O cálculo da dilatação superficial é utilizado para a estimativa da dilatação de duas das 
três dimensões de um corpo que dilata volumetricamente. 
A dilatação superficial é diretamente proporcional à área inicial, ao coeficiente de dilatação 
superficial do material e à variação de temperatura. Ou seja, quanto maior for a área inicial, maior 
o coeficiente de dilatação do material e maior for a variação de temperatura, maior será a 
mudança da área. 
Uma placa com uma área 𝐴0 em uma determinada temperatura, irá dilatar termicamente 
ao sofrer uma elevação em sua temperatura. 
 
 
Quando aumentar a temperatura da placa, ela irá aumentar também sua área e sua 
espessura. Podemos utilizar a equação da dilatação térmica superficial para calcular a mudança 
de tamanho da área dessa superfície. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 25 
 
Em que ∆𝐴 é a variação da área, 𝐴0 a área inicial da superfície, 𝛽 o coeficiente de 
dilatação superficial e ∆𝑇 a variação de temperatura. 
O coeficiente de dilatação superficial pode ser obtido a partir do coeficiente linear, 
conforme a seguinte relação: 
 
2.2.1. Dilatação do Vazio 
Imagine que a placa acima tem um furo. Se a placa sofrer um aumento de temperatura, o 
tamanho desse furo irá aumentar junto com a placa? Ou, como a placa se dilata para todos os 
lados, o furo deve reduzir de tamanho? Ou, ainda, a placa se dilata e o efeito da dilatação acaba 
não causando variação no tamanho do furo? 
O efeito da dilatação térmica resulta de uma mudança no distanciamento das partículas 
constituintes dos materiais. 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. Pense que as partículas 
da borda do furo também devem se afastar (ou se aproximar) em um aumento (ou redução) de 
temperatura. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 26 
Portanto, aí vai a resposta: os vazios se dilatam como se estivessem preenchidos 
com o material à sua volta! Assim, inclusive, podemos calcular a dilatação de um orifício com 
a mesma equação da dilatação térmica superficial, com as dimensões iniciais do furo e utilizando 
o coeficiente de dilatação térmica superficial do material ao redor desse furo. 
 
 
 
Dilatação do “Vazio” 
 
 
 
 
 
 
𝛥𝐴𝐹𝑢𝑟𝑜 = 𝐴𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
𝐹𝑢𝑟𝑜
⋅ 𝛽𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
𝑎𝑜 𝑟𝑒𝑑𝑜𝑟
⋅ 𝛥𝑇 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 27 
Exemplo: UDESC 2016 
Uma placa de alumínio com um furo circular no centro foi utilizada para testes de dilatação 
térmica. Em um dos testes realizados, inseriu-se no furo da placa um cilindro maciço de aço. À 
temperatura ambiente, o cilindro ficou preso à placa, ajustando-se perfeitamente ao furo, 
conforme ilustra a figura abaixo. 
 
O valor do coeficiente de dilatação do alumínio é, aproximadamente, duas vezes o valor 
do coeficiente de dilatação térmica do aço. Aquecendo-se o conjunto a 200°C, é correto afirmar 
que: 
A) o cilindro de aço ficará ainda mais fixado à placa de alumínio, pois, o diâmetro do furo 
da placa diminuirá e o diâmetro do cilindro aumentará. 
B) o cilindro de aço soltar-se-á da placa de alumínio, pois, em decorrência do aumento de 
temperatura, o diâmetro do furo aumentará mais que o diâmetro do cilindro. 
C) não ocorrerá nenhuma mudança, pois, o conjunto foi submetido à mesma variação de 
temperatura. 
D) o cilindro soltar-se-á da placa porque sofrerá uma dilatação linear e, em função da 
conservação de massa, ocorrerá uma diminuição no diâmetro do cilindro. 
E) não é possível afirmar o que acontecerá, pois, as dimensões iniciais da placa e do 
cilindro são desconhecidas. 
Comentários 
O efeito da dilatação térmica resulta de uma mudança no distanciamento das partículas 
constituintes dos materiais, fazendo-os mudarem seus tamanhos com as mudanças de 
temperatura. 
As variações de tamanho devido ao fenômeno da dilatação térmica dependem de três 
fatores: são tão maiores quanto maiores os corpos forem inicialmente, maiores forem as 
variações de temperatura que sofrerem e maiores para corpos feitos de materiais com maiores 
coeficientes de dilatação. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 28 
Assim, ao esquentar o conjunto cilindro de aço e placa de alumínio a 200°C, ambos irão 
sofrer uma dilatação térmica, aumentando seus tamanhos. 
No caso do orifício na placa, como toda a placa aumenta de tamanho, aumentando todas 
as suas dimensões, furos, orifícios, trincas, falhas, descontinuidades, bolhas, rasgos e espaços 
vazios também acabam aumentando de tamanho. Pense que as partículas da borda do furo 
também devem se afastar (ou se aproximar) em um aumento (ou redução) de temperatura. Ou 
seja, espaços vazios se dilatam como se estivessem preenchidos com o material à sua volta. 
Como o alumínio tem coeficiente de dilatação maior que o coeficiente de dilatação do aço, 
o diâmetro do furo aumentará mais que o diâmetro do cilindro, soltando-o. 
Gabarito: “B”. 
 
2.3. Dilatação Volumétrica 
O cálculo da dilatação volumétrica é utilizado para a estimativa da dilatação das três 
dimensões de um corpo que dilata. 
A dilatação volumétrica é diretamente proporcional ao volume inicial, ao coeficiente de 
dilatação volumétrico do material e à variação de temperatura. Ou seja, quanto maior for o 
volume inicial, maior o coeficiente de dilatação do material e maior for a variação de temperatura, 
maior será a mudança do volume. 
Um corpo com volume 𝑉0 em uma determinada temperatura, irá dilatar termicamente ao 
sofrer uma elevação em sua temperatura. 
T
 
 
Quando aumentar a temperatura do corpo, ela irá aumentar também todo o volume que 
ele ocupa, dilatando tridimensionalmente. Podemos utilizar a equação da dilatação térmica 
volumétrica para calcular a mudança de tamanho desse volume.ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 29 
 
Em que ∆𝑉 é a variação do volume, 𝑉0 o volume inicial do corpo, 𝛾 o coeficiente de 
dilatação volumétrico e ∆𝑇 a variação de temperatura. 
O coeficiente de dilatação volumétrico pode ser obtido a partir do coeficiente linear, 
conforme a seguinte relação: 
 
Assim, a relação entre os três coeficientes, fica: 
𝛾
3
=
𝛽
2
=
𝛼
1
 
2.3.1. Anel de Gravesande 
Um experimento demonstrativo da dilatação térmica é o do Anel de Gravesande. Este 
experimento consiste em uma esfera que tem diâmetro quase igual ao de um anel, por onde ela 
passa bem justa, a temperatura ambiente. 
Então, ao submeter a esfera a um aquecimento, elevando sua temperatura, percebe-se 
que ela não mais consegue passar pelo mesmo orifício, ficando emperrada. Veja a figura abaixo. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 30 
 
Figura 3: Anel de Gravesande. 
Ao se esperar um tempo, conforme a esfera vai resfriando e voltando à temperatura 
ambiente, ela vai se contraindo termicamente e, de repente, ela passa pelo anel, tanto pela 
redução de sua temperatura, que diminui seu tamanho, quanto pelo leve aquecimento do anel, 
que se dilata. 
Portanto, o experimento demonstrativo do Anel de Gravesande é uma evidência concreta 
da variação do tamanho de um corpo devido à variação de temperatura. 
2.3.2. Dilatação dos Líquidos e a Dilatação Aparente 
Assim como todos os materiais, os líquidos se dilatam volumetricamente. Quando líquidos 
dentro de recipientes são aquecidos, eles se dilatam, tendo suas variações volumétricas 
podendo serem calculadas pela equação da dilatação térmica volumétrica. 
 
 
Porém, junto com o líquido, o recipiente também sofrerá os efeitos da dilatação, de forma 
que o espaço interno do recipiente também varia seu volume conforme a equação da dilatação 
do “vazio”, como vimos na seção 2.2.1. Assim, temos que a percepção da dilatação de um líquido 
no interior de um recipiente se dará pela diferença entre as duas dilatações: a do recipiente 
menos a do líquido. 
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, se o recipiente e o líquido se 
dilatarem igualmente, não perceberemos diferenças no espaço ocupado pelo líquido no 
recipiente. 
Dilatação dos líquidos = Dilatação Volumétrica. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 31 
A diferença entre as dilatações do líquido e do recipiente chamamos de dilatação 
aparente. 
Dilatação Aparente 
 
 
 
Se substituirmos as relações das dilatações volumétricas, para o caso de um recipiente 
totalmente preenchido com um líquido, teremos: 
∆𝑉𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = ∆𝑉𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 − ∆𝑉𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 
𝑉0𝐿𝑖𝑞 ⋅ 𝛾𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒
𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
⋅ ∆𝑇 = 𝑉0𝐿𝑖𝑞 ⋅ 𝛾𝐿í𝑞 ⋅ ∆𝑇 − 𝑉0𝑅𝑒𝑐 ⋅ 𝛾𝑅𝑒𝑐 ⋅ ∆𝑇 
𝛾𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝛾𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 − 𝛾𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 
cipienteLíquidoAparente Re −=
 
Assim, podemos calcular a quantidade de líquido que extravasa de um recipiente quando 
todo o conjunto for aquecido a partir da seguinte relação: 
∆𝑉𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑉0 ⋅ γAparente ⋅ ∆𝑇 
A dilatação aparente é bastante relevante em termômetros, por exemplo, pois o espaço 
ocupado pelo fluido termométrico e a escala do termômetro registrada no recipiente dependem 
da diferença de dilatação entre o líquido e o invólucro. 
Além disso, nunca devemos aquecer um líquido que, inicialmente, esteja preenchendo o 
recipiente “até a boca”, pois, como, geralmente, os líquidos possuem coeficientes de dilatação 
maiores que dos materiais metálicos e cerâmicos, ao ser aquecido, o líquido irá transbordar. 
 
𝛥𝑉𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝛥𝑉𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 − 𝛥𝑉𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 32 
Exemplo: ENEM 2009 
Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um 
mecanismo inusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto 
de combustível compra álcool por 𝑅$ 0,50/𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜, a uma temperatura de 5 °𝐶. Para revender o 
líquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para 
que atinja a temperatura de 35 °𝐶, sendo o litro de álcool revendido a 𝑅$ 1,60. Diariamente o 
posto compra 20 mil litros de álcool a 5 °𝐶 e os revende. 
Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação 
volumétrica do álcool é de 1 ⋅ 10−3 °𝐶−1, desprezando-se o custo da energia gasta no 
aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao 
aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entre 
A) 𝑅$ 500.00 𝑒 𝑅$ 1.000.00. 
B) 𝑅$ 1050,00 𝑒 𝑅$ 1250,00. 
C) 𝑅$ 4000,00 𝑒 𝑅$ 5000,00. 
D) 𝑅$ 6.000,00 𝑒 𝑅$ 6900,00. 
E) $ 7000,00 𝑒 𝑅$ 7950,00. 
Comentários 
O volume de álcool vendido por semana pelo posto é: 
𝑉0 = 7 ⋅ 20000 = 140000 𝑙 
Ao aquecer esse volume de álcool, a dilatação volumétrica equivale a: 
∆𝑉 = 𝑉0 ⋅ 𝛾 ⋅ ∆𝑇 
∆𝑉 = 140000 ⋅ 1 ⋅ 10−3 ⋅ (35 − 5) (𝑙) 
∆𝑉 = 4200 𝑙 
Aqui, observamos que esse volume de 4200 𝑙 não foi comprado, pois ele é resultado da 
dilatação volumétrica devido ao aquecimento, consequentemente, o posto não pagou por ele. 
Assim, ele volume “adicional” corresponde ao ganho financeiro provindo do golpe: 
Dito isso: 
𝐺𝐹 = 4200 ⋅ 1,6 
𝐺𝐹 = 𝑅$ 6720,00 
Gabarito: “D”. 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 33 
2.3.3. Dilatação Anômala da Água 
Como é possível que haja água líquida sob as camadas de gelo, em um lago congelado? 
A explicação disso decorre da dilatação anômala da água. Ao diminuir a temperatura de um 
líquido, esse tem o seu volume diminuído. Isso não é diferente para a água, contudo, durante o 
pequeno intervalo entre 𝟒 ℃ e 𝟎 ℃ a água, ao diminuir a sua temperatura, experimenta um 
aumento de volume. 
 
A explicação para esse fenômeno decorre do fato de que as ligações de hidrogênio 
competem com as forças de agitação do próprio líquido, à medida que a temperatura cai, a 
agitação diminui, e as interações entre os polos das moléculas de água aumenta. O arranjo 
espacial dessas interações cria vazios, o que aumenta o volume do fluido, e diminui a sua massa 
específica. 
 
Figura 4: Estrutura da água no estado líquido e no estado gasoso. 
Sabemos que a massa específica de um corpo é inversamente proporcional ao seu 
volume, e que em uma mistura, o corpo de menor massa específica tende a ocupar a posição 
superior, por esse motivo, as camadas de gelo, de menor massa específica que a água líquida, 
se deslocam para a superfície. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 34 
Enquanto isso, a água líquida, a uma temperatura próxima de 4 ℃ se acumula no interior 
do lago. Esse fenômeno possibilita a sobrevivência da vida aquática em lagos que tem a 
superfície congelada durante os invernos rigorosos. 
 
Figura 5: Faixas de temperatura para um mesmo lago no verão e no inverno. 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 35 
3) CALORIMETRIA 
Cotidianamente, associamos o termo “Calor” a sensação térmica, quando sentimos frio ou 
calor. Entretanto, o termo Calor, na Física, tem outro significado, definido pela Lei Fundamental 
do Calor, também conhecida como Lei Zero da Termodinâmica ou, ainda, como Lei do Equilíbrio 
Térmico. 
Esta lei diz que: “É espontâneo o fluxo de energia na forma de Calor de um corpo com 
maior Temperatura para outro com Temperatura mais baixa. Este fluxo cessa naturalmente 
quando os corpos atingem o Equilíbrio Térmico.” 
 
Assim, Calor não é sensação térmica. Calor é um processo de transferência de energia! 
É a forma que se chama a energia que está fluindo de um sistema para outro. Calor é uma forma 
de energia. 
Alémdisso, não é proibido a energia na forma de Calor fluir de um corpo de menor 
temperatura para outro de maior, mas isto não ocorre de forma espontânea. 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 36 
Exemplo: ENEM 2016 
Nos dias frios, é comum ouvir expressões como: “Esta roupa é quentinha” ou então “Feche 
a janela para o frio não entrar”. As expressões do senso comum utilizadas estão em desacordo 
com o conceito de calor da termodinâmica. A roupa não é “quentinha”, muito menos o frio “entra” 
pela janela. 
A utilização das expressões “roupa é quentinha” e “para o frio não entrar” é inadequada, 
pois o(a) 
A) roupa absorve a temperatura do corpo da pessoa, e o frio não entra pela janela, o calor 
é que sai por ela. 
B) roupa não fornece calor por ser um isolante térmico, e o frio não entra pela janela, pois 
é a temperatura da sala que sai por ela. 
C) roupa não é uma fonte de temperatura, e o frio não pode entrar pela janela, pois o calor 
está contido na sala, logo o calor é que sai por ela. 
D) calor não está contido num corpo, sendo uma forma de energia em trânsito de um corpo 
de maior temperatura para outro de menor temperatura. 
E) calor está contido no corpo da pessoa, e não na roupa, sendo uma forma de 
temperatura em trânsito de um corpo mais quente para um corpo mais frio. 
Comentários 
Calor é uma forma de energia. A energia na forma de Calor flui espontaneamente entre 
regiões com diferentes temperaturas. 
 
A energia contida em um corpo se denomina Energia Interna. Calor é utilizado para a 
energia que transita entre corpos. Logo, não é correto se afirmar que um corpo tem ou contém 
Calor. 
Corpos podem receber ou perder energia na forma de Calor. Corpos podem trocar energia 
na forma de Calor, mas nunca ter ou conter Calor. 
Temperatura é uma propriedade Física do corpo. Corpos podem reduzir, aumentar ou 
manter suas temperaturas. Não é correto dizer que um corpo perde ou ganha temperatura. Como 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 37 
vimos, corpos aumentam ou reduzem sua temperatura, aumentando ou reduzindo suas energias 
internas, recebendo ou perdendo energia na forma de Calor. 
Quente e frio são sensações, que podem estar associadas às taxas de trocas de energia 
na forma de calor com um objeto ou com o ambiente. 
Roupas e cobertores, por exemplo, são materiais capazes de reduzir a taxa de 
transferência de energia na forma de Calor através deles, favorecendo o isolamento térmico entre 
ambientes. 
Gabarito: “D”. 
3.1. O Calor e sua Propagação 
O calor tende a se propagar de uma região de maior temperatura para outra de menor 
temperatura. Essa propagação pode acontecer de três maneiras distintas: por condução, por 
convecção e por radiação (ou irradiação). 
A condução é mais comum a corpos densos, como sólidos. A convecção é típica de fluidos 
e ocorre na forma de correntes. A radiação é a transferência de energia por meio de ondas 
eletromagnéticas e, por esse motivo, é a única que não precisa de um meio físico para se 
propagar. Isso significa que a energia do Sol chega até a Terra, exclusivamente, através da 
radiação térmica. 
3.1.1. Propagação de Energia por Condução 
A Condução ocorre, principalmente, em sólidos, mas também ocorre em líquidos e gases. 
Os átomos vibram mais intensamente quando expostos a uma fonte de calor e propagam essa 
energia devido às colisões com as partículas vizinhas. Uma panela exposta a uma chama tem o 
seu fundo esquentado, e o seu cabo se aquece devido à condução de calor que ocorre em sua 
direção. A condução é caracterizada pelo contato físico direto das espécies envolvidas na troca 
térmica. 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 38 
Em geral, os corpos metálicos são considerados bons condutores (ou simplesmente 
condutores) de energia na forma de calor por facilitarem a sua transferência. Todos os outros 
corpos são considerados isolantes térmicos por não serem tão bons condutores quanto os 
metais. 
 
3.1.2. Propagação de Energia por Convecção 
A Convecção é mais comum em fluidos. Nesse tipo de transferência de calor 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 
assim as correntes de convecção. 
 
A chama de uma fogueira, ou a de um fogão, são exemplos de correntes de convecção. 
Essas correntes são importantes na formação global do clima, além de serem essenciais para 
pilotos de asa-delta, ultraleves e algumas espécies de pássaros. 
 
3.1.3. Propagação de Energia por Irradiação 
A Irradiação, ou simplesmente Radiação é um processo de transferência de calor por 
meio de ondas eletromagnéticas. Essas ondas são comummente chamadas de radiação 
térmica. Ao se aproximar de um forno você sente o seu corpo ser aquecido pelo calor irradiado 
pela chama. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 39 
 
 
3.1.4. Aplicações e Garrafas Térmicas 
Para o caso de uma chaleira com água que é colocada ao fogo, podemos identificar as 
três formas de propagação de Energia na forma de Calor. Veja a figura abaixo. 
 
Como a energia irá fluir da região de maior para a menor temperatura, ou seja, do fogo 
para o ambiente, passando, parcialmente, pela chaleira e a água, temos a seguinte configuração: 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 40 
- A Energia na forma de Calor é conduzida através do material sólido da chaleira, 
principalmente pelas partes metálicas, melhores condutoras. 
- A Energia na forma de Calor é conveccionada a partir dos movimentos convectivos dos 
gases atmosféricos para cima da chama, bem como conveccionado no movimento do líquido no 
interior da chaleira. 
- A Energia na forma de Calor é irradiada pela luz emitida pela chama que, em parte é 
visível, mas se dá quase que totalmente na faixa do Infravermelho. 
Em uma fogueira, geralmente colocamos nossas mãos sobre o fogo, pois, assim, ela 
recebe energia tanto pela luz irradiada quanto pela convecção dos gases aquecidos, que tendem 
a subir. Pelo mesmo motivo que, em um churrasco, a maneira mais rápida de assar a carne é a 
colocando acima do fogo. 
 
Figura 6: Um churrasco geralmente é feito com a carne acima do fogo, recebendo energia na forma de calor por irradiação e 
por convecção. 
Entretanto, é possível assar um bom churrasco com a carne ao lado do fogo, pois a carne 
recebe energia por Irradiação. Inclusive, o melhor churrasco do mundo é do Brasil, mais 
especificamente no Rio Grande do Sul: o famoso Costelão 12h. Ele leva 12h para ficar pronto e 
é assado ao lado do fogo. Os churrasqueiros gaúchos espetam uma costela inteira na vertical, 
deixando um dos lados virado para o fogo por 6h e, depois, a costela é virada e fica mais 6h com 
seu outro lado exposto ao fogo. Assim, com o cozimento lento, a carne fica extremamente macia, 
soltando do osso e agradando os que gostam de um bom churrasco tradicional. 
 
Figura 7: Churrasco tradicional do Rio Grande do Sul, o famoso Costelão 12h, considerado o melhor churrasco do mundo. Veja 
que a carne é assada ao lado do fogo, recebendo energia por irradiação. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 41 
Garrafas Térmicas são dispositivos que tem por finalidade manter a temperatura do seu 
conteúdo evitando ao máximo a entrada ou saída de energia na forma de Calor. Para evitar os 
três processos, estas garrafas são envolvidas com um material isolante e possuem uma ampola 
de material espelhado, com paredes duplas e esvaziadas. 
 
Figura 8: Garrafas Térmicas. 
As paredes duplas servem para separar a região interna da externa, evitando a condução. 
O esvaziamento da região entre as paredes duplas evita a condução e a convecção. O 
espelhamento das paredes evita que a energia na forma de calor entreou saia por irradiação, 
refletindo a luz. 
Garrafas Térmicas 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 42 
Exemplo: UNICAMP 2016 
Um isolamento térmico eficiente é um constante desafio a ser superado para que o homem 
possa viver em condições extremas de temperatura. Para isso, o entendimento completo dos 
mecanismos de troca de calor é imprescindível. Em cada uma das situações descritas a seguir, 
você deve reconhecer o processo de troca de calor envolvido. 
I. As prateleiras de uma geladeira doméstica são grades vazadas, para facilitar fluxo de 
energia térmica até o congelador por _________________. 
II. O único processo de troca de calor que pode ocorrer no vácuo é 
por_________________. 
III. Em uma garrafa térmica, é mantido vácuo entre as paredes duplas de vidro para evitar 
que o calor saia ou entre por_________________. 
Na ordem, os processos de troca de calor utilizados para preencher as lacunas 
corretamente são: 
A) condução, convecção e radiação. 
B) condução, radiação e convecção. 
C) convecção, condução e radiação. 
D) convecção, radiação e condução. 
Comentários 
I. Convecção. Como a convecção é a transferência de calor pelo movimento do próprio 
fluido, e sabendo que quando o ar está mais frio ele aumenta sua densidade e desce, se as 
prateleiras não fossem vazadas não haveria a troca de ar por convecção. 
II. Radiação. A radiação é um processo de transferência de calor por meio de ondas 
eletromagnéticas, que são comumente chamadas de radiação térmica. Como tanto a convecção 
e a condução precisam de um meio, a radiação é o único processo de troca de calor que pode 
ocorrer no vácuo. 
III. Condução. Como a condução ocorre pela colisão dos átomos vizinhos, portanto, 
necessitando de um meio. Para evitar a condução e diminuir a troca de calor, é mantido vácuo 
entre as paredes duplas. 
Gabarito: “D”. 
 
 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 43 
Exemplo: UFRGS 
Analise cada uma das afirmações e indique se é verdadeira (V) ou falsa (F): 
( ) A irradiação térmica é o único modo de propagação de calor no vácuo. 
( ) Na condução de calor, a energia propaga-se de átomo (ou molécula) para átomo (ou 
molécula). 
( ) A convecção é um processo de propagação de calor que ocorre em qualquer estado 
da matéria. 
Quais são, pela ordem, as indicações corretas? 
A) V - F - F. 
B) F - V - F. 
C) F - F - V. 
D) F - V - V. 
E) V- V - F. 
Comentários 
O calor tende a se propagar de uma região de maior temperatura para outra de menor 
temperatura. Essa propagação pode acontecer de três maneiras distintas: por condução, por 
convecção e por radiação (ou irradiação). 
A condução é mais comum a corpos densos, como sólidos. A convecção é típica de fluidos 
e ocorre na forma de correntes. A radiação é a transferência de energia por meio de ondas 
eletromagnéticas e, por esse motivo, é a única que não precisa de um meio físico para se 
propagar. Isso significa que a energia do Sol chega até a Terra, exclusivamente, através da 
radiação térmica. 
(VERDADEIRA) A irradiação térmica é o único modo de propagação de calor no vácuo. 
A Irradiação, ou simplesmente Radiação é um processo de transferência de calor por 
meio de ondas eletromagnéticas. Essas ondas são comummente chamadas de radiação 
térmica. Ao se aproximar de um forno você sente o seu corpo ser aquecido pelo calor irradiado 
pela chama. 
(VERDADEIRO) Na condução de calor, a energia propaga-se de átomo (ou molécula) 
para átomo (ou molécula). 
A Condução ocorre, principalmente, em sólidos, mas também ocorre em líquidos e gases. 
Os átomos vibram mais intensamente quando expostos a uma fonte de calor e propagam essa 
energia devido às colisões com as partículas vizinhas. Uma panela exposta a uma chama tem o 
seu fundo esquentado, e o seu cabo se aquece devido à condução de calor que ocorre em sua 
direção. A condução é caracterizada pelo contato físico direto das espécies envolvidas na troca 
térmica. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 44 
(FALSO) A convecção é um processo de propagação de calor que ocorre em qualquer 
estado da matéria. 
A Convecção é mais comum em fluidos. Nesse tipo de transferência de calor 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 
assim as correntes de convecção. 
Gabarito: “E”. 
 
3.2. Calor, Trabalho e Energia Interna 
Na Natureza, a Física classifica e organiza em duas formas todos os processos de trocas 
de Energia na fora de Calor na natureza: Calor e Trabalho. 
Dois sistemas podem trocar energia na forma de Calor ou na forma de Trabalho. Assim, 
Calor pode ser entendido com um processo no qual a energia pode ser transferida ou trocada. 
Quando um sistema troca forças com outro e se deslocam entre si, temos a transferência de 
energia na forma de Trabalho. Quando um sistema conduz, convecciona ou irradia energia, 
temos a transferência de energia na forma de Calor. 
A energia que está contida, que pertence a um sistema ou corpo, chamamos de Energia 
Interna. Esta Energia Interna pode, então, aumentar ou diminuir a partir do Trabalho e do Calor, 
que são processos independentes, podendo ocorrer somente um deles, ambos ou nenhum. 
 
Estudaremos melhor estes processos na próxima aula, sobre Termodinâmica. Aqui na 
Calorimetria, estudaremos somente as trocas de energia na forma de Calor. Assim, as 
consequências de um corpo receber ou perder energia na forma de Calor serão as de aumentar 
ou reduzir sua Energia Interna, aumentando ou reduzindo sua temperatura, ou trocando de 
estado físico. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 45 
 
Além disso, existe uma convenção de sinais para o Calor. Uma quantidade de energia na 
forma de Calor recebida, aumentando a Energia Interna, é positiva, enquanto que uma 
quantidade de energia na forma de Calor perdida é negativa, reduzindo a Energia Interna. 
 
 
 
3.2.1. Estados Físicos da Matéria 
Todos os materiais podem se apresentar na forma de três estados físicos: sólido, líquido 
ou gasoso. Veja a Figura abaixo. A transição de sólido para líquido se chama Fusão. De líquido 
para gasoso se chama Vaporização. De gasoso para líquido, Condensação ou Liquefação. De 
líquido para sólido, Solidificação. E de sólido para gasoso ou de gasoso para sólido, Sublimação. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 46 
 
Figura 9: Estados físicos da matéria e suas transições. 
Um determinado material se apresentar no estado sólido, líquido ou gasoso depende das 
condições termodinâmicas de Pressão e Temperatura na qual ele está submetido. Assim, cada 
material, em determinada Pressão, terá valores bem definidos de Temperaturas para os pontos 
de Fusão e Ebulição. 
Opa, ainda não falamos de Ebulição, né! Vamos lá! O processo de Vaporização pode se 
dar de duas formas: por Evaporação ou por Ebulição. A Evaporação ocorre em um líquido que, 
aos poucos, vai vaporizando em temperaturas abaixo do ponto de Ebulição. Assim, a Ebulição é 
a Vaporização que ocorre quando a temperatura da substância atinge um limite em que ocorre 
a formação de bolhas de vapor em seu interior. Ebulição se caracteriza pelo borbulhamento da 
substância ao atingir a temperatura crítica. 
 
As poças de água, as roupas no varal, superfícies molhadas, bem como nosso suor, 
secam por Evaporação, virando vapor sem precisar chegar na temperatura de Ebulição que, no 
caso da água ao nível do mar, é de 100°C. A Ebulição acontece, por exemplo, quando colocamos 
uma panela com água ao fogo e a deixamos até a água ficar borbulhando, podendo cozinhar 
grãos, como arroz, ou vegetais, por exemplo. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 47 
Quanto maior for a superfície expostae menor for a quantidade de vapor dissolvido no 
ambiente, e mais próxima da temperatura de Ebulição estiver a substância, maior será a 
Evaporação. Além disso, o vento também acelera o processo, pois carrega as partículas de vapor 
para longe da superfície líquida. 
 
Assim como os líquidos evaporam, os sólidos também podem vaporizar por Sublimação. 
A Sublimação faz com que um sólido vá se transformando em vapor sem passar pela fase líquida. 
Este processo ocorre em qualquer temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 48 
Exemplo: UFSM-RS 
Assinale falso (F) ou verdadeiro (V) em cada afirmativa. 
( ) A água pode evaporar a uma temperatura menor do que 100°C. 
( ) A sensação de frio ocasionada pela evaporação da água sobre a pele deve-se à 
absorção de energia da pele pelo líquido. 
( ) A velocidade de evaporação da água não depende da pressão externa. 
A sequência correta é 
A) V - V – F. 
B) F - F – V. 
C) F - F – F. 
D) V - F – F. 
E) V - V – V. 
Comentários 
(V) A água pode evaporar a uma temperatura menor do que 100°C. 
As poças de água, as roupas no varal, superfícies molhadas, bem como nosso suor, 
secam por Evaporação, virando vapor sem precisar chegar na temperatura de Ebulição que, no 
caso da água ao nível do mar, é de 100°C. A Ebulição acontece, por exemplo, quando colocamos 
uma panela com água ao fogo e a deixamos até a água ficar borbulhando, podendo cozinhar 
grãos, como arroz, ou vegetais, por exemplo. 
(V) A sensação de frio ocasionada pela evaporação da água sobre a pele deve-se à 
absorção de energia da pele pelo líquido. 
Ao evaporar, o líquido retira energia da superfície. Quando estamos com nossa pele 
molhada, quanto maior for a taxa de evaporação, maior será nossa sensação de resfriamento na 
pele, pois mais rapidamente o líquido retira energia da pele para evaporar. 
(F) A velocidade de evaporação da água não depende da pressão externa. 
Quanto maior for a superfície exposta e menor for a quantidade de vapor dissolvido no 
ambiente, e mais próxima da temperatura de Ebulição estiver a substância, maior será a 
Evaporação. Além disso, o vento também acelera o processo, pois carrega as partículas de vapor 
para longe da superfície líquida. Assim, quanto menor a pressão no ambiente, maior tende a ser 
a taxa de evaporação, pois a redução da pressão reduz, também, a temperatura de ebulição. 
Gabarito: “A”. 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 49 
Exemplo: ENEM 2009 
O ciclo da água é fundamental para a preservação da vida no planeta. As condições 
climáticas da Terra permitem que a água sofra mudanças de fase, e a compreensão dessas 
transformações é fundamental para se entender o ciclo hidrológico. Numa dessas mudanças, a 
água ou a umidade da terra absorve o calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor 
suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para começar a subir 
para a atmosfera. A transformação mencionada no texto é a: 
A) fusão. 
B) liquefação. 
C) evaporação. 
D) solidificação. 
E) condensação. 
Comentários 
As poças de água, as roupas no varal, superfícies molhadas, bem como nosso suor, 
secam por Evaporação, virando vapor sem precisar chegar na temperatura de Ebulição que, no 
caso da água ao nível do mar, é de 100°C. A Ebulição acontece, por exemplo, quando colocamos 
uma panela com água ao fogo e a deixamos até a água ficar borbulhando, podendo cozinhar 
grãos, como arroz, ou vegetais, por exemplo. 
Ao evaporar, o líquido retira energia da superfície. Quando estamos com nossa pele 
molhada, quanto maior for a taxa de evaporação, maior será nossa sensação de resfriamento na 
pele, pois mais rapidamente o líquido retira energia da pele para evaporar. 
Quanto maior for a superfície exposta e menor for a quantidade de vapor dissolvido no 
ambiente, e mais próxima da temperatura de Ebulição estiver a substância, maior será a 
Evaporação. Além disso, o vento também acelera o processo, pois carrega as partículas de vapor 
para longe da superfície líquida. Assim, quanto menor a pressão no ambiente, maior tende a ser 
a taxa de evaporação, pois a redução da pressão reduz, também, a temperatura de ebulição. 
Gabarito: “C”. 
 
3.2.2. Aquecimento de Substância Pura 
Uma substância no estado solido, ao receber energia na forma de Calor, irá elevar sua 
temperatura até atingir o ponto de fusão, onde ela não mais consegue manter sua estrutura 
sólida e passará por uma desagregação molecular de forma a trocar de estado físico, passando 
para o estado líquido. 
Durante a transição de fase sólido para líquido, a substância não modifica sua 
temperatura, mudando, somente, seu estado de agregação. Quando toda substância atinge o 
estado líquido, daí sim, ao continuar recebendo energia, aumentará sua temperatura. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 50 
Uma substância no estado líquido, ao receber energia na forma de Calor, irá elevar sua 
temperatura até atingir o ponto de ebulição, onde não mais consegue manter sua estrutura 
líquida e passará um processo de desagregação molecular trocando de estado físico, 
vaporizando. 
Durante a ebulição, a substância não eleva sua temperatura. Somente depois que toda 
substância virou vapor é que este vapor pode, se receber energia, aumentar de temperatura. 
Vamos ver um exemplo. Para o caso da água, podemos considerar um bloco de gelo a -
10°C, em um ambiente ao nível do mar (pressão de 1 atm), que receberá, constantemente, 
energia na forma de Calor de uma fonte. Durante todo o aquecimento, iremos desprezar as 
evaporações. 
 
Então, temos que um bloco de gelo de água (água no estado sólido), está a -10°C e recebe 
energia na forma de Calor de uma fonte próxima. Ente bloco, inicialmente, não irá derreter. A 
água sólida somente pode derreter se estiver no ponto de fusão, a 0°C. Assim, o bloco irá ter 
sua primeira etapa de aquecimento, elevando sua temperatura até 0°C. 
 
Agora sim, a 0°C, a água no estado sólido irá fundir, passando para o estado líquido. 
Durante o derretimento, a substância estará parcialmente sólida e parcialmente líquida. Porém, 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 51 
ambas partes estarão à mesma temperatura. Ou seja, tanto a parte sólida que está derretendo 
quanto a parte líquida já derretida se encontram na temperatura de fusão da substância. 
 
Assim que toda a porção sólida ficar totalmente derretida, daí sim a substância poderá 
aumentar a temperatura. No caso da água, que tem ponto de fusão a 0°C ao nível do mar, 
somente quando todo o gelo derreter é que a água poderá começar a elevar sua temperatura. 
 
 
Já no estado líquido, a água, recebendo energia na forma de calor, irá elevar sua 
temperatura. Ao nível do mar, o limite para este aumento está no ponto de ebulição, que está na 
temperatura de 100°C. Assim que a substância atinge o ponto de ebulição, toda a energia 
recebida acaba por desfazer as ligações intermoleculares que a mantinham líquida, iniciando o 
processo de vaporização. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 52 
 
Ao atingir o ponto de ebulição, bolhas de vapor começam a se formar no interior do líquido 
e acabam emergindo. A ebulição se caracteriza justamente pelo borbulhamento da substância. 
Estas bolhas são liberadas na superfície livre do líquido. Tanto o líquido quanto o vapor estão na 
mesma temperatura. Neste caso da água, a 100°C. 
 
 
Enquanto tiver substância no estado líquido, ela estará na temperatura de ebulição. 
Somente quando toda a substância passar para o estado gasoso é que ela poderá elevar sua 
temperatura. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 53 
 
Assim que toda a água vaporizou, temos uma nuvem de vapor que, ao recebe energia na 
forma de calor, poderá elevar sua temperatura até a temperatura final de aquecimento. 
 
 
Se representarmos todo este processo deaquecimento que fizemos com a água, desde 
a fase sólida, passando pela fase líquida, até obtermos vapor de água numa temperatura final, 
termos a seguinte representação: 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 54 
 
No eixo vertical temos a indicação da temperatura e no eixo horizontal, temos as 
quantidades de energia na forma de Calor. Assim, conforme a linha do gráfico avança para a 
direita, no sentido do crescimento do eixo do Calor, a substância estará recebendo energia. 
Sempre que a linha subir (ou descer), teremos uma elevação (redução) na temperatura. 
Veja que temos duas etapas em que a linha do gráfico avança horizontalmente, indicando 
um recebimento de energia na forma de Calor, mas não apresentando variação na temperatura, 
que são mantidas tanto no ponto de fusão, a 0°C, quanto no ponto de ebulição, a 100°C. 
Gráficos completos de aquecimentos para substâncias puras apresentarão este mesmo 
padrão: três etapas com variações de temperaturas intercaladas com duas etapas de trocas de 
estados físicos, onde as temperaturas são mantidas, respectivamente, nos pontos de fusão e 
ebulição. 
 
Exemplo: UFRGS 2011 
Uma amostra de uma substância encontra-se, inicialmente, no estado sólido na 
temperatura T0. Passa, então, a receber calor até atingir a temperatura final T f, quando toda a 
amostra já se transformou em vapor. 
O gráfico abaixo representa a variação da temperatura T da amostra em função da 
quantidade de calor Q por ela recebida. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 55 
 
Considere as seguintes afirmações, referentes ao gráfico. 
I - T1 e T2 são, respectivamente, as temperaturas de fusão e de vaporização da substância. 
II - No intervalo X, coexistem os estados sólido e líquido da substância. 
III - No intervalo Y, coexistem os estados sólido, líquido e gasoso da substância. 
Quais estão corretas? 
A) Apenas I. 
B) Apenas II. 
C) Apenas III. 
D) Apenas I e II. 
E) I, II e III. 
Comentários 
I – CORRETA. 
No eixo vertical temos a indicação da temperatura e no eixo horizontal, temos as 
quantidades de energia na forma de Calor. Assim, conforme a linha do gráfico avança para a 
direita, no sentido do crescimento do eixo do Calor, a substância estará recebendo energia. 
Sempre que a linha subir (ou descer), teremos uma elevação (redução) na temperatura. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 56 
Veja que temos duas etapas em que a linha do gráfico avança horizontalmente, indicando 
um recebimento de energia na forma de Calor, mas não apresentando variação na temperatura, 
que são mantidas tanto no ponto de fusão, a 0°C, quanto no ponto de ebulição, a 100°C. 
Gráficos completos de aquecimentos para substâncias puras apresentarão este mesmo 
padrão: três etapas com variações de temperaturas intercaladas com duas etapas de trocas de 
estados físicos, onde as temperaturas são mantidas, respectivamente, nos pontos de fusão e 
ebulição. 
Assim, as temperaturas T1 e T2 indicam respectivamente as temperaturas dos pontos de 
fusão e ebulição da substância. 
II – CORRETA. 
No intervalo X, a substância está fundindo, sofrendo uma transição de fase do estado 
sólido para o estado líquido. Assim, durante esta transição, a substância se apresenta 
parcialmente sólida e parcialmente líquida. 
III – INCORRETA. 
No intervalo Y, a substância está vaporizando, estando em um processo de ebulição, 
passando do estado líquido para o gasoso. Assim, temos a substância parcialmente no estado 
líquido e no estado gasoso, não apresentando qualquer porção no estado sólido. 
Gabarito: “D”. 
 
3.3. Quantidade da Calor Sensível 
Como vimos, quando um corpo recebe (ou perde) energia na forma de Calor, sua Energia 
Interna aumenta (ou diminui), desconsiderando as trocas de Energia na forma de Trabalho. 
As consequências de um corpo receber ou perder energia na forma de Calor serão as de 
aumentar ou reduzir sua Energia Interna, aumentando ou reduzindo sua temperatura, ou 
trocando de estado físico. 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 57 
Não podemos esquecer da convenção de sinais para o Calor. Uma quantidade de energia 
na forma de Calor recebida, que aumenta a Energia Interna, é positiva, enquanto que uma 
quantidade de energia na forma de Calor perdida é negativa, reduzindo a Energia Interna. 
 
A quantidade de Energia na forma de Calor envolvida em um processo de variação de 
temperatura para uma substância pode ser calculada pelo produto da massa, pelo Calor 
Específico da substância e pela variação da temperatura. Esta equação é chamada de 
Quantidade de Calor Sensível, como apresentado a seguir. 
 
Quanto mais massa, maior o calor específico e maior a variação de temperatura, maior é 
a quantidade de energia na forma de calor envolvida no processo. Ou seja, a quantidade de 
energia na forma de Calor Sensível para uma substância é diretamente proporcional à massa, 
ao calor específico e à variação de temperatura. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 58 
No SI, a massa é dada em kg, e as variações de temperaturas devem ser em kelvin. 
Porém, como as variações de temperatura em kelvin são iguais às respectivas variações em 
graus celsius, então, para os cálculos, podemos usar as variações de temperaturas em K ou em 
°C. 
Como a energia é dada em joules, teremos que a unidade de medida do Calor Específico 
da substância fica: 
[𝑄] = [𝑚] ⋅ [𝑐] ⋅ [∆𝑇] 
𝐽 = 𝑘𝑔 ⋅ [𝑐] ⋅ 𝐾 
𝐽
𝑘𝑔 ⋅ 𝐾
= [𝑐] 
Além das unidades no SI, existem outras unidades que são bastante utilizadas: energia 
em caloria (𝑐𝑎𝑙), massa em gramas (𝑔) e variação de temperatura em graus celsius (°𝐶). Assim, 
a unidade de medida do Calor Específico fica: 
[𝑄] = [𝑚] ⋅ [𝑐] ⋅ [∆𝑇] 
𝑐𝑎𝑙 = 𝑔 ⋅ [𝑐] ⋅ °𝐶 
𝑐𝑎𝑙
𝑔 ⋅ °𝐶
= [𝑐] 
Veja que a unidade de medida do Calor Específico de uma substância é igual à unidade 
de energia por unidade de massa e unidade de variação de temperatura. 
Esta unidade de medida para energia, chamada de caloria, cujo símbolo é o 𝑐𝑎𝑙, tem uma 
equivalência com a unidade joule 𝐽, de forma que 1cal se equivale a, aproximadamente, 4,2J. 
 
3.3.1. Calor Específico de uma Substância 
O calor específico é uma propriedade intrínseca a uma substância e equivale à quantidade 
de energia necessária para elevar, em um grau celsius, um grama dessa substância, num 
determinado estado físico. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 59 
 
Quanto maior o Calor Específico de uma substância, maior é a quantidade de energia 
necessária para variar uma unidade de massa dessa substância em um grau celsius. Esta 
grandeza diferencia o fato de que cada grama de substância, em cada estado físico, absorve 
quantidades diferentes de energia na forma de calor até variar de temperatura. 
Assim, cada substância acaba tendo três calores específicos, um para cada estado físico. 
Veja alguns exemplos na tabela. 
Tabela 1: Calores específicos para algumas substâncias. 
Substância 
Calor Específico (𝒄𝒂𝒍/
𝒈°𝑪) 
Água (líquida) 1,00 
Água sólida (gelo) 0,50 
Vapor de Água (vapor) 0,45 
Alumínio (sólido) 0,22 
Ferro (sólido) 0,11 
Prata (sólido) 0,06 
Ouro (sólido) 0,03 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 60 
Exemplo: UNESP 2014 
O gráfico representa, aproximadamente, como varia a temperatura ambiente no período 
de um dia, em determinada época do ano, no deserto do Saara. Nessa região a maior parte da 
superfície do solo é coberta por areia e a umidade relativa do ar é baixíssima. 
 
A grande amplitude térmica diária observada no gráfico pode, dentre outros fatores, ser 
explicada pelo fato de que 
A) a água líquida apresenta calor específico menor do que o da areia sólida e, assim, 
devido a maior presença de areia do que de água na região, a retenção de calor no ambiente 
torna-se difícil, causando a drástica queda de temperaturana madrugada. 
B) o calor específico da areia é baixo e, por isso, ela esquenta rapidamente quando ganha 
calor e esfria rapidamente quando perde. A baixa umidade do ar não retém o calor perdido pela 
areia quando ela esfria, explicando a queda de temperatura na madrugada. 
C) a falta de água e, consequentemente, de nuvens no ambiente do Saara intensifica o 
efeito estufa, o que contribui para uma maior retenção de energia térmica na região. 
D) o calor se propaga facilmente na região por condução, uma vez que o ar seco é um 
excelente condutor de calor. Dessa forma, a energia retida pela areia durante o dia se dissipa 
pelo ambiente à noite, causando a queda de temperatura. 
E) da grande massa de areia existente na região do Saara apresenta grande mobilidade, 
causando a dissipação do calor absorvido durante o dia e a drástica queda de temperatura à 
noite. 
Comentários 
O calor específico de uma substância indica a quantidade de energia necessária para que 
um grama varie sua temperatura em um grau célsius. Assim, quanto maior o calor específico de 
uma substância, mais energia é necessária para cada grama modificar sua temperatura. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 61 
A grande amplitude térmica apresentada no gráfico para as areias desérticas pode ser 
explicada pelo fato de a areia ser composta por substâncias de baixo calor específico, de forma 
que, ao receber um pouco de energia na forma de calor pela irradiação solar, a areia sofra uma 
rápida variação de temperatura. 
Da mesma forma, à noite, sem a incidência da irradiação solar, a areia reduz rapidamente 
sua temperatura ao irradiar energia para atmosfera. 
A água líquida tem um dos maiores calores específicos na natureza, que vale 1cal/g°C, 
maior que o calor específico médio da areia, que fica entre 0,2cal/g°C e 0,7cal°C. 
A umidade do ar retém e espalha a energia na forma de calor no ambiente (efeito estufa). 
Logo, a baixa umidade na região desértica facilita as trocas de energia entre a areia e o ambiente, 
favorecendo as amplitudes térmicas. 
O ar seco não é bom condutor de calor, sendo, na verdade, um excelente isolante térmico. 
Porém, como o ar é transparente à irradiação, as trocas de energia entre a areia e o ambiente 
se dá, principalmente por irradiação térmica. 
Gabarito: “B”. 
 
Exemplo: UFRGS 2011 
Uma mesma quantidade de calor Q é fornecida a massas iguais de dois líquidos 
diferentes, 1 e 2. Durante o aquecimento, os líquidos não alteram seu estado físico e seus calores 
específicos permanecem constantes, sendo tais que c1 = 5 c2. 
Na situação acima, os líquidos 1 e 2 sofrem, respectivamente, variações de temperatura 
Δ𝑇1 e Δ𝑇2, tais que Δ𝑇1 é igual a 
A) Δ𝑇2/5 
B) 2Δ𝑇2/5 
C) Δ𝑇2 
D) 5Δ𝑇2/2 
E) 5Δ𝑇2 
Comentários 
Os dois líquidos receberam a mesma quantidade de calor, isso significa que: 
𝑄1 = 𝑄2 
Como sabemos que: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ Δ𝑇 
Podemos igualar os calores sensíveis: 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 62 
𝑚1 ⋅ 𝑐1 ⋅ Δ𝑇1 = 𝑚2 ⋅ 𝑐2 ⋅ Δ𝑇2 
Como c1=5c2, substituímos na equação acima: 
𝑚1 ⋅ 5𝑐2 ⋅ Δ𝑇1 = 𝑚2 ⋅ 𝑐2 ⋅ Δ𝑇2 
Podemos simplificar a equação acima uma vez que as massas são iguais: 
5𝑐2 ⋅ Δ𝑇1 = 𝑐2 ⋅ Δ𝑇2 
Simplificando o 𝑐2: 
5Δ𝑇1 = Δ𝑇2 
Δ𝑇1 =
Δ𝑇2
5
 
Gabarito: “A”. 
 
Exemplo: UERJ 2020 
Para aquecer a quantidade de massa m de uma substância, foram consumidas 1450 
calorias. A variação de seu calor específico c, em função da temperatura θ, está indicada no 
gráfico. 
 
O valor de m, em gramas, equivale a: 
A) 50 
B) 100 
C) 150 
D) 300 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 63 
Comentários 
O calor é definido como a energia transferida entre substâncias ou corpos devido a uma 
diferença de temperatura entre eles. Porém, essa transferência de energia pode ocasionar um 
de dois efeitos sobre uma substância ou corpo. Receber ou perder energia na forma de calor 
pode causar uma mudança de temperatura ou uma mudança entre as fases sólida, líquida e 
gasosa. 
O calor sensível de uma substância está relacionado às mudanças de temperatura que 
esta sofre. É importante notar que, enquanto uma substância muda de temperatura, sua fase 
permanece inalterada. A quantidade de calor sensível é dada pelo produto da massa da 
substância, seu calor específico e a variação de temperatura sofrida por esta. 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ Δ𝑇 
O calor específico de uma substância corresponde à quantidade de energia necessária 
para alterar 1°C da temperatura da substância para cada grama desta. Para situações, como a 
apresentada na questão, em que o calor específico é variável, podemos obter a quantidade de 
calor fornecida à substância para alterar sua temperatura pela área do gráfico multiplicada por 
sua massa. 
 
𝑄 = 𝑚 ⋅ [Á𝑟𝑒𝑎] 
𝑄 = 𝑚 ⋅ [A1 + 𝐴2 + 𝐴3] 
1450 = 𝑚 ⋅ [
20 ⋅ 0,05 
2
+ 20 ⋅ 0,2 + 40 ⋅ 0,25] 
1450 = 𝑚 ⋅ [0,5 + 4 + 10] 
1450 = 𝑚 ⋅ 14,5 
𝑚 =
1450
14,5
= 100 𝑔 
Gabarito: “B”. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 64 
3.3.2. Capacidade Térmica de um Corpo 
A Capacidade Térmica 𝐶, também chamada de Capacidade Calorífica de um corpo é 
definida pela razão entre a quantidade de calor que ele recebe ou fornece, e a correspondente 
variação de temperatura. 
 
Se um corpo é composto por muitas substâncias diferentes com, por exemplo, uma 
cadeira, que pode ser composta por diferentes metais, tecidos, madeiras e plásticos, qual calor 
específico usaríamos? Teríamos que calcular um calor específico médio ponderado pelas 
quantidades de massa para cada uma das substâncias. Enfim, o problema para os cálculos de 
energias envolvidas nas mudanças de temperaturas desta cadeira se tornaria muito complexo e, 
até mesmo, inviável. 
Podemos definir uma Capacidade Calorífica para esta cadeira, que irá indicar a 
quantidade de energia necessária para modificar a temperatura total da cadeira em um grau 
celsius, com todas suas partes integradas. 
Ao se fazer uma análise dimensional da Capacidade Térmica, ficamos, no SI: 
[𝐶] =
[𝑄]
[∆𝑇]
 
[𝐶] =
𝐽
𝐾
 
Com as unidades usuais, a unidade fica: 
[𝐶] =
[𝑄]
[∆𝑇]
 
[𝐶] =
𝑐𝑎𝑙
°𝐶
 
Ao compararmos a Capacidade Térmica de um corpo com o Calor Específico de uma 
substância, teremos que a Capacidade Calorífica de um corpo composto por uma substância 
pura fica igual ao produto da massa deste corpo pelo Calor Específico da substância que o 
compõe. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 65 
Assim, podemos calcular a quantidade de energia na forma de Calor Sensível envolvida 
em um processo de mudança de temperatura de um corpo pela seguinte relação: 
 
Exemplo: FUVEST 1989 
Dois corpos A e B, inicialmente às temperaturas 𝑡𝐴 = 90°𝐶 e 𝑡𝐵 = 20 °𝐶, são postos em 
contacto e isolados termicamente do meio ambiente. Eles atingem o equilíbrio térmico à 
temperatura de 45°C. Nestas condições, podemos afirmar que o corpo A 
A) cedeu uma quantidade de calor maior do que a absorvida por B. 
B) tem uma capacidade térmica menor do que a de B. 
C) tem calor específico menor do que o de B. 
D) tem massa menor que a de B. 
E) cedeu metade da quantidade de calor que possuía para B. 
Comentários 
Dizer que os corpos atingem o equilíbrio térmico na temperatura de 45°C significa que 
esta é a temperatura final para os dois. Ou seja, o corpo A variou sua temperatura de 90°C para 
45°C enquanto que o corpo B variou de 20°C para 45°C. 
Um ambiente termicamente isolado significa que a energia que um corpo perdeu foi 
exatamente igual à que o outro recebeu. Neste caso, como o corpo A reduziu sua temperatura, 
então podemos inferir que ele perdeu energia na forma de calor. Esta energia foi recebida pelo 
corpo B, que elevou sua temperatura. 
Como não sabemos as substâncias que compõem os corpos, nada podemos afirmar 
sobre seus calores específicos, nem sobre as quantidades de massa. 
Porém, como o corpo A teve maior variação de temperatura,então podemos afirmar que 
este corpo tem menor Capacidade Térmica que o corpo B, pois, para uma mesma quantidade 
de energia perdida ou recebida, aquele corpo que tem maior variação de temperatura tem menor 
Capacidade Calorífica. 
A Capacidade Térmica ou Capacidade Calorífica é definida pela razão entre a quantidade 
de calor que um corpo recebe ou fornece, e a correspondente variação de temperatura. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 66 
𝐶 =
𝑄
Δ𝑇
 
Assim, podemos escrever, para os corpos A e B, a seguinte relação: 
𝐶𝐴 ⋅ ∆𝑇𝐴 = 𝐶𝐵 ⋅ ∆𝑇𝐵 
Como ∆𝑇𝐴, em módulo, é maior que ∆𝑇𝐵, então 𝐶𝐴 < 𝐶𝐵. 
Gabarito: “B”. 
 
3.4. Quantidade da Calor Latente 
A quantidade de Energia na forma de Calor envolvida em um processo de troca de estado 
físico para uma substância pode ser calculada pelo produto da massa, pelo Calor Latente da 
substância. Esta equação é chamada de Quantidade de Calor Latente, como apresentado a 
seguir. 
 
Como vimos, durante uma troca de estado físico, uma substância não modifica sua 
temperatura, de forma que toda a energia envolvida no processo é direcionada para modificar as 
ligações químicas responsáveis por manter um determinado estado físico. 
3.4.1. Calor Latente de uma Substância 
O Calor Latente de uma substância indica a quantidade de energia necessária para que 
uma unidade de massa dessa substância mude de estado físico. 
Assim, cada substância tem dois calores latentes, uma para a transição sólido-líquido, e 
outro para a transição líquido-gasoso. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 67 
 
Quanto maior o Calor Latente de uma substância, maior é a quantidade de energia 
necessária para que uma unidade de massa dessa substância troque de estado físico. 
Se fizermos uma análise dimensional, temos que a unidade do Calor Latente fica: 
[𝑄] = [𝑚] ⋅ [𝐿] 
𝐽 = 𝑘𝑔 ⋅ [𝐿] 
𝐽
𝑘𝑔
= [𝐿] 
Ou, nas unidades usuais, temos: 
[𝑄] = [𝑚] ⋅ [𝐿] 
𝑐𝑎𝑙 = 𝑔 ⋅ [𝐿] 
𝑐𝑎𝑙
𝑔
= [𝐿] 
Por exemplo, a água tem um Calor Latente de Fusão igual a 80cal/g e um Calor Latente 
de Vaporização igual a 540cal/g. Isto significa que um 1g de água a 0°C tem 80cal a mais de 
energia que 1g de gelo nesta mesma temperatura, pois, para que 1g de gelo a 0°C derreta, 
virando 1g de água líquida a 0°C, ele precisa receber 80cal de energia na forma de calor. Da 
mesma forma, para que 1g de água congele, no ponto de fusão, é necessário que se retire 80cal 
dela. 
Neste mesmo caso, como o Calor Latente de Vaporização da água é 540cal/g, então 
temos que 1g de vapor de água a 100°C tem 540cal a mais de energia interna que 1g de água 
a 100°C. Da mesma forma, se 1g de vapor de água, na temperatura de ebulição, perder 540cal, 
ele se condensa, virando água líquida na mesma temperatura. 
Veja que 540 é quase 7 vezes maior que 80. Ou seja, o processo de vaporização ou 
condensação da água envolve quase 7 vezes mais energia que o processo de fusão ou 
solidificação. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 68 
Assim, o gráfico completo de aquecimento para uma substância pura fica com todos os 
seus intervalos calculáveis, com as equações de quantidades de Calor Sensível e de 
quantidades de Calor Latente intercaladas. 
 
 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 69 
Exemplo: ENEM 2009 
Na natureza, a água, por meio de processos físicos, passa pelas fases líquida, gasosa e 
sólida perfazendo o ciclo hidrológico. A distribuição da água na Terra é condicionada por esse 
ciclo, e as mudanças na temperatura do planeta poderão influenciar as proporções de água nas 
diferentes fases desse ciclo. O diagrama abaixo mostra as transformações de fase pelas quais 
a água passa, ao ser aquecida com o fornecimento de energia a uma taxa constante. 
 
Considerando-se o diagrama de mudanças de fases da água e sabendo-se que os calores 
latentes de fusão e de vaporização da água valem, respectivamente, 80 𝑐𝑎𝑙/𝑔 e 540 𝑐𝑎𝑙/𝑔, 
conclui-se que 
A) a temperatura da água permanece constante durante os processos de mudança de 
fase. 
B) a energia necessária para fundir 10 𝑔 de gelo é maior que a necessária para evaporar 
a mesma massa de água. 
C) a água, para mudar de fase, libera energia a uma taxa de 540 𝑐𝑎𝑙/𝑔 quando a 
temperatura aumenta de 0 °𝐶 até 100 °𝐶. 
D) a temperatura da água varia proporcionalmente à energia que ela recebe, ou seja, 
80 𝑐𝑎𝑙/𝑔 durante o processo de fusão. 
E) a temperatura da água varia durante o processo de vaporização porque ela está 
recebendo uma quantidade de energia constante. 
Comentários 
Como vimos, durante uma troca de estado físico, uma substância não modifica sua 
temperatura, de forma que toda a energia envolvida no processo é direcionada para modificar as 
ligações químicas responsáveis por manter um determinado estado físico. 
A água tem um Calor Latente de Fusão igual a 80cal/g e um Calor Latente de Vaporização 
igual a 540cal/g. Isto significa que um 1g de água a 0°C tem 80cal a mais de energia que 1g de 
gelo nesta mesma temperatura, pois, para que 1g de gelo a 0°C derreta, virando 1g de água 
líquida a 0°C, ele precisa receber 80cal de energia na forma de calor. Da mesma forma, para 
que 1g de água congele, no ponto de fusão, é necessário que se retire 80cal dela. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 70 
Como o Calor Latente de Vaporização da água é 540cal/g, então temos que 1g de vapor 
de água a 100°C tem 540cal a mais de energia interna que 1g de água a 100°C. Da mesma 
forma, se 1g de vapor de água, na temperatura de ebulição, perder 540cal, ele se condensa, 
virando água líquida na mesma temperatura. 
Veja que 540 é quase 7 vezes maior que 80. Ou seja, o processo de vaporização ou 
condensação da água envolve quase 7 vezes mais energia que o processo de fusão ou 
solidificação. 
Gabarito: “A”. 
 
 
Exemplo: UFRGS 2011 
Qual a quantidade de calor necessária para transformar 10 g de gelo à temperatura de 0 
°C em vapor à temperatura de 100 °C? 
(Considere que o calor específico da água é ca = 4,2 J/g.°C, o calor de fusão do gelo é Lg 
= 336 J/g e o calor de vaporização da água é Lv = 2.268 J/g.) 
A) 4.200 J. 
B) 7.560 J. 
C) 22.680 J. 
D) 26.040 J. 
E) 30.240 J. 
Comentários 
Para transformar o gelo em vapor devemos fornecer energia em forma de calor. 
Primeiramente, precisamos calcular a energia para derreter o gelo. Para isso, utilizamos a 
equação do calor latente: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝐿 
Dados: 
𝑚 = 10 𝑔 
𝐿𝑔 = 336 𝐽/𝑔 
Portanto, para derreter 10g de gelo é necessário de: 
𝑄1 = 10 ⋅ 336 
𝑄1 = 3360 𝐽 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 71 
Assim, essa é a energia necessária para derreter as 10 gramas de gelo. 
Agora, precisamos da quantidade de calor para aquecer a água até 100°C. Sabemos que 
o calor necessário é dado pelo calor sensível: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ Δ𝑇 
Dados: 
𝑚 = 10𝑔 
𝑐𝑎 = 4,2𝐽/𝑔 ⋅ °𝐶 
Δ𝑇 = 100°𝐶 
Substituindo na equação acima: 
𝑄2 = 10 ⋅ 4,2 ⋅ 100 
𝑄2 = 4200𝐽 
Agora, temos que obter a água líquida em vapor. Dessa forma, utilizamos o calor sensível 
novamente: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝐿𝑉 
Dados: 
𝑚 = 10 𝑔 
𝐿𝑉 = 2268𝐽/𝑔 
Substituindo: 
𝑄3 = 10 ⋅ 2268 
𝑄3 = 22680 𝐽 
Assim, a quantidade de calor necessária é o calor total, ou seja, a soma de todos esses 
processos: 
𝑄𝑇 = 𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 
𝑄𝑇 = 3360 + 4200 + 22680 
𝑄𝑇 = 30240 𝐽 
Gabarito: “E”. 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 72 
Exemplo: ENEM 2011 
O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa 
energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente em 
trabalho útil. Considere determinada região cuja insolação — potência solar incidente na 
superfície da Terra — seja de 800 𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠/𝑚2. Uma usina termossolar utiliza concentradores 
solares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetrosde extensão. Nesses coletores 
solares parabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um 
receptor em forma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400 °𝐶. O calor desse óleo 
é transferido para a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta 
uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica. 
 
Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda superior da superfície 
refletora tenha 6 𝑚 de largura e que focaliza no receptor os 800 𝑤𝑎𝑡𝑡𝑠/𝑚2 de radiação 
provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔−1 °𝐶−1 = 4.200 𝐽 𝑘𝑔−1 °𝐶−1, 
então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1 𝑚3 
(equivalente a 1 𝑡) de água de 20 °𝐶 para 100 °𝐶, em uma hora, estará entre 
A) 15 𝑚 𝑒 21 𝑚. 
B) 22 𝑚 𝑒 30 𝑚. 
C) 105 𝑚 𝑒 125 𝑚. 
D) 680 𝑚 𝑒 710 𝑚. 
E) 6700 𝑚 𝑒 7150 𝑚. 
Comentários 
A energia necessária para realizar o aquecimento proposto pode ser obtido pela equação 
da quantidade de Energia na forma de Calor Sensível: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ Δ𝑇 
Como 1ton=1000kg de água será aquecida de 20°C para 100°C, a energia fica: 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 73 
𝑄 = 1000 ⋅ 4200 ⋅ 80 
𝑄 = 336 ⋅ 106 𝐽 
A taxa de transferência de energia é definida pela Potência: 
𝑃 =
𝑄
∆𝑡
 
No tempo de 1h, temos: 
𝑃 =
336 ⋅ 106 𝐽
3600 𝑠
= 9,3 ⋅ 104 𝑊 
O concentrador solar tem uma largura de 6m. Logo, sua área pode ser dada pelo produto 
da largura pelo comprimento 𝑥: 
𝐴 = 6 ⋅ 𝑥 
Como a Intensidade da radiação solar captada pelo concentrador vale 800𝑊/𝑚2, então 
podemos escrever: 
800 𝑊 − − − − − − − 1 𝑚2 
9,3 ⋅ 104 𝑊 − − − − − −6𝑥 𝑚2 
6𝑥 =
9,3 ⋅ 104
800
 
𝑥 ≅ 19 𝑚 
Gabarito: “A”. 
 
 
3.5. Misturas Térmicas 
Dois ou mais corpos em um sistema isolado, sem trocas de energia com o ambiente, 
trocam energia na forma de calor entre si até atingirem o equilíbrio térmico, ficando com iguais 
temperaturas, de forma que os corpos com maiores temperaturas cedem energia para os de 
menor temperatura. 
Por conservação de energia, em um sistema isolado, as energias perdidas pelos corpos 
com maiores temperaturas são iguais às energias recebidas pelos corpos de menores 
temperaturas. Assim, a soma destas parcelas (lembre-se que calores recebidos são positivos e 
calores perdidos são negativos) deve dar zero. 
Para resolver problemas de misturas térmicas e trocas de calor, utilizamos a seguinte 
relação: 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 74 
 
 
 
Exemplo: UFJF 2018 
Em um laboratório de física é encontrado um frasco opaco contendo 100 𝑔 de um líquido 
desconhecido, armazenado na geladeira do laboratório a uma temperatura de 6 graus Celsius. 
Um estudante deseja identificar o líquido sem abrir o frasco, usando um calorímetro ideal. No 
calorímetro, o estudante insere 100 𝑚𝑙 de água pura, a 20 graus Celsius, e em seguida insere o 
frasco contendo o líquido. Após certo tempo, o frasco com o líquido desconhecido entra em 
equilíbrio térmico com a água, que passa a ter uma temperatura de 16 graus Celsius. Vamos 
supor que não há trocas de calor do conteúdo do calorímetro com o ambiente, e que a massa do 
frasco seja desprezível. O calor específico da água é de aproximadamente 4,2 𝐽 𝑔−1𝐾−1 e sua 
densidade é 1,0 𝑔/𝑚𝑙. A tabela abaixo tem a informação do calor específico de uma variedade 
de líquidos. Qual deles deve ser o líquido desconhecido? 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 75 
A) Parafina. 
B) Glicerina. 
C) Acetona. 
D) Azeite. 
E) Tolueno. 
Comentários 
Já que toda a energia cedida pela água é absorvida pelo líquido recebido, devido ao fato 
do sistema estar termicamente isolado, pois não há trocas de energia na forma de calor com o 
recipiente (calorímetro) e o ambiente, então podemos escrever a seguinte relação: 
𝑄𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 + 𝑄𝑟𝑒𝑐𝑒𝑏𝑖𝑑𝑜 = 0 
𝑄𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑒𝑙𝑎 á𝑔𝑢𝑎 + 𝑄𝑟𝑒𝑐𝑒𝑏𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑒𝑙𝑜 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 0 
𝑚á𝑔𝑢𝑎 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ ∆𝑇 + 𝑚𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 ∙ 𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 ∙ ∆𝑇𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 0 
𝑚á𝑔𝑢𝑎 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ (𝑇𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜 − 𝑇𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 á𝑔𝑢𝑎) + 𝑚𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 ∙ 𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 ∙ (𝑇𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜 − 𝑇𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜) = 0 
Como o calor específico foi dado em 𝐽 𝑔−1𝐾−1, temos que utilizar a massa em gramas, e 
as variações de temperatura em Kelvin, que são iguais às variações em graus Celsius. 
Além disso, como a massa específica da água é de 1 𝑔/𝑐𝑚3 e 1 𝑐𝑚3 = 1 𝑚𝑙, temos que 
100 𝑚𝑙 á𝑔𝑢𝑎 = 100 𝑔 á𝑔𝑢𝑎. 
100 ∙ 4,2 ∙ (16 − 20) + 100 ∙ 𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 ∙ (16 − 6) = 0 
100 ∙ 4,2 ∙ (−4) + 100 ∙ 𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 ∙ (10) = 0 
1 ∙ 4,2 ∙ (−4) + 1 ∙ 𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 ∙ (10) = 0 
−16,8 + 10 ∙ 𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 0 
10 ∙ 𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 16,8 
𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 =
16,8
10
= 1,68 𝐽 𝑔−1𝐾−1 
Dessa forma, pela comparação com os calores específicos fornecidos na tabela, temos 
que o líquido misterioso é o azeite. 
Gabarito: “D”. 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 76 
Exemplo: ENEM 2013 
Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da 
água até 70°C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30°C. Por isso, 
deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, 
que se encontra a 25°C. 
Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um 
banho ã temperatura ideal? 
A) 0,111. 
B) 0,125. 
C) 0,357. 
D) 0,428. 
E) 0,833. 
Comentários 
A temperatura final do banho é a temperatura de equilíbrio da mistura de água quente com 
água fria. Já que toda a energia cedida pela água quente é absorvida pela porção de água fria, 
devido ao fato de o sistema estar termicamente isolado, então podemos escrever a seguinte 
relação: 
𝑄𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 + 𝑄𝑟𝑒𝑐𝑒𝑏𝑖𝑑𝑜 = 0 
𝑄 𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜
á𝑔𝑢𝑎 𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒
+ 𝑄 𝑟𝑒𝑐𝑒𝑏𝑖𝑑𝑜
á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟𝑖𝑎 
= 0 
𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ ∆𝑇𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 + 𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ ∆𝑇𝑓𝑟𝑖𝑎 = 0 
Como a temperatura final da mistura, a temperatura de equilíbrio, deve ser de 30°C, e o 
calor específico é o mesmo para as duas porções de água líquida, então a razão entre as massas 
de água quente e fria fica: 
𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ (30 − 70) + 𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ (30 − 25) = 0 
𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 ∙ (−40) + 𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎 ∙ (+5) = 0 
−40 ⋅ 𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 + 5 ⋅ 𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎 = 0 
−40 ⋅ 𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = −5 ⋅ 𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎 
𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒
𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎
=
−5
−40
 
𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒
𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎
=
1
8
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 77 
𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒
𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎
= 0,125 
Assim, para cada uma porção de água quente, inicialmente a 70°C, devemos misturar oito 
porções de água fria, inicialmente a 25°C, para se obter água a 30°C para o banho. 
Gabarito: “B”. 
 
Exemplo: FUVEST 2019 
Em uma garrafa térmica, são colocados 200 𝑔 de água à temperatura de 30 ℃ e uma 
pedra de gelo de 50 𝑔, à temperatura de – 10 ℃. Após o equilíbrio térmico, 
A) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 7 ℃. 
B) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 0,4 ℃. 
C) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 20 ℃. 
D) nem todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 0 ℃. 
E) o gelo não derreteu e a temperatura de equilíbrio é – 2 ℃. 
Note e adote: 
Calor latente de fusão do gelo = 80 𝑐𝑎𝑙/𝑔; 
Calor específico do gelo = 0,5 𝑐𝑎𝑙/𝑔 ℃; 
Calor específico da água = 1,0 𝑐𝑎𝑙/𝑔 ℃. 
Comentários 
Sendo a mistura colocada em uma garrafa térmica, devemos ignorar as perdas 
energéticas para o ambiente, adotando que toda a energia cedida pela água à temperatura de 
30 ℃ será absorvida pelo gelo, à temperatura de – 10 ℃. 
A água tem o dobro do calor específico do gelo, além de ter massa 4 vezes superior à da 
pedra de gelo. Assim, é provável que a temperatura finalde equilíbrio seja mais próxima da 
temperatura da água. 
Dito isso, devemos calcular o máximo de energia que a água pode fornecer até chegar a 
temperatura de 0 ℃, e comparar esse valor à quantidade de energia necessária para que se 
tenha o gelo a 0 ℃, e posteriormente para que todo o gelo derreta e se torne água líquida a 0 ℃. 
Para determinarmos o máximo de energia que a água pode fornecer até chegar à sua 
temperatura de congelamento, devemos usar a equação fundamental da calorimetria, visto que 
não temos mudanças de estado físico envolvidas. 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ Δ𝑇 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 78 
Substituindo os valores em questão: 
Qmáx água = 𝑚á𝑔𝑢𝑎 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ ∆𝑇𝑎𝑡é 𝑐𝑜𝑛𝑔𝑒𝑙𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 
Qmáx água = 200 ∙ 1 ∙ 30 
Qmáx água = 6000 𝑐𝑎𝑙 
A energia necessária para que o gelo chegue até o ponto de fusão fica: 
Qgelo até fusão = 𝑚𝑔𝑒𝑙𝑜 ∙ 𝑐𝑔𝑒𝑙𝑜 ∙ ∆𝑇𝑎𝑡é 𝑓𝑢𝑠ã𝑜 
Qgelo até fusão = 50 ∙ 0,5 ∙ 10 
Qgelo até fusão = 250 𝑐𝑎𝑙 
A energia necessária para que o gelo se transforme em água líquida é calculada através 
do calor latente, visto que envolve uma mudança de estado físico. 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝐿 
Qfusão do gelo = 50 ∙ 80 = 4000 𝑐𝑎𝑙 
Qfusão do gelo = 4000 𝑐𝑎𝑙 
Isso nos permite concluir que a água pode fornecer uma energia superior (6000 𝑐𝑎𝑙) à 
energia necessária para que o gelo chegue até 0 ℃ e se liquefaça por completo 
(4000 + 250 = 4250 𝑐𝑎𝑙), portanto, a temperatura de equilíbrio será superior a 0℃. 
A temperatura final da mistura, já que toda a energia cedida pela água quente é absorvida 
pela porção de gelo, devido ao fato de o sistema estar termicamente isolado, pode ser dada pela 
seguinte relação: 
𝑄𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 + 𝑄𝑟𝑒𝑐𝑒𝑏𝑖𝑑𝑜 = 0 
𝑄𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜
á𝑔𝑢𝑎
+ 𝑄𝑟𝑒𝑐𝑒𝑏𝑖𝑑𝑜
𝑔𝑒𝑙𝑜 
= 0 
Enquanto que a água líquida reduz sua temperatura, o bloco de gelo aquece, derrete e 
aquece novamente. Assim, podemos escrever: 
Qgelo até fusão + Qfusão do gelo + Qgelo até 𝑇𝑒𝑞 + 𝑄á𝑔𝑢𝑎 𝑎𝑡é 𝑇𝑒𝑞 = 0 
250 + 4000 + Qgelo até 𝜃𝑒𝑞 + 𝑄á𝑔𝑢𝑎 𝑎𝑡é 𝜃𝑒𝑞 = 0 
Tenha cuidado, pois a água não fornecerá energia até ter a sua temperatura igual a zero. 
Aquela foi a situação limite, por nós estudada. Os valores substituídos aparecem com sinal 
positivo pois refletem energia recebida pelo gelo. 
A energia do gelo até a temperatura de equilíbrio deve ser calculada tendo como base a 
massa de gelo, que não se altera com a fusão, e com o calor específico da água, visto que 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 79 
ocorreu a fusão. A sua temperatura inicial será dada como a temperatura de fusão, visto que o 
gelo se converteu em água, e esse processo ocorre em temperatura constante. 
4250 + mgelo ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ (𝑇𝑒𝑞 − 𝑇𝑓𝑢𝑠ã𝑜) + mágua ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ (𝑇𝑒𝑞 − 𝑇á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 ) = 0 
4250 + mgelo ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ (𝑇𝑒𝑞 − 0) + mágua ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ (𝑇𝑒𝑞 − 30) = 0 
4250 + 50 ∙ 1 ∙ (𝑇𝑒𝑞 − 0) + 200 ∙ 1 ∙ (𝑇𝑒𝑞 − 30) = 0 
4250 + 50 ∙ 𝑇𝑒𝑞 + 200 ∙ 𝑇𝑒𝑞 − 200 ∙ 30 = 0 
50 ∙ 𝑇𝑒𝑞 + 200 ∙ 𝑇𝑒𝑞 = 200 ∙ 30 − 4250 
250 ∙ 𝑇𝑒𝑞 = 6000 − 4250 
250 ∙ 𝑇𝑒𝑞 = 1750 
𝑇𝑒𝑞 =
1750
250
=
175
25
= 7 ℃ 
Gabarito: “A”. 
 
 
3.6. Fluxo de Energia na Forma de Calor por Condução 
Nós vimos que o processo de transferência de Energia na Forma de Calor por Condução 
ocorre, principalmente, em sólidos. Este processo transfere energia de uma partícula para a 
imediatamente ao lado. Assim, sempre que um material sólido ficar submetido a uma diferença 
de temperatura, teremos um fluxo de energia através do material. 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 80 
A taxa de energia na forma de Calor transferida através de uma região é chamada de 
Fluxo de Calor, dada pela Lei de Fourier. Esta taxa depende diretamente da diferença de 
temperatura, da área frontal (transversal ao fluxo), da condutividade térmica do meio material por 
onde o fluxo de energia é conduzida, mas é inversamente proporcional à espessura atravessada. 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 81 
Lei de Fourier 
ΦCalor =
𝑘 ⋅ 𝐴 ⋅ ∆𝑇
𝑒
 
𝑘: 𝐶𝑜𝑛𝑑𝑢𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑇é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 (
𝑊
𝑚𝐾
) 
𝐴: Á𝑟𝑒𝑎 𝐹𝑟𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 (𝑚2) 
∆𝑇: 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛ç𝑎 𝑑𝑒 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝐾) 
𝑒: 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎 (𝑚) 
 
 
Exemplo: ENEM 2016 
Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico 
e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que 
avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, 
categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. 
Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma 
das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a 
taxa de derretimento do gelo será maior. 
O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o 
derretimento ocorrerá 
A) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade 
térmica que a de plástico. 
B) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura 
mais alta que a de alumínio. 
C) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica 
que a de alumínio. 
D) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que 
a de plástico. 
E) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de 
temperatura. 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 82 
Comentários 
A taxa de energia na forma de Calor transferida através de uma região é chamada de 
Fluxo de Calor, dada pela Lei de Fourier. 
ΦCalor =
𝑘 ⋅ 𝐴 ⋅ ∆𝑇
𝑒
 
𝑘: 𝐶𝑜𝑛𝑑𝑢𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑇é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 (
𝑊
𝑚𝐾
) 
𝐴: Á𝑟𝑒𝑎 𝐹𝑟𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 (𝑚2) 
∆𝑇: 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛ç𝑎 𝑑𝑒 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝐾) 
𝑒: 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎 (𝑚) 
Esta taxa depende diretamente da diferença de temperatura, da área frontal (transversal 
ao fluxo), da condutividade térmica do meio material por onde o fluxo de energia é conduzida, 
mas é inversamente proporcional à espessura atravessada. 
Como o alumínio tem maior condutividade térmica que o plástico, então o gelo terá uma 
taxa de transferência de energia maior na face em contato com a bandeja metálica, derretendo 
mais rapidamente. 
Gabarito: “A”. 
 
Exemplo: UNICAMP 2019 
Drones vêm sendo utilizados por empresas americanas para monitorar o ambiente 
subaquático. Esses drones podem substituir mergulhadores, sendo capazes de realizar 
mergulhos de até cinquenta metros de profundidade e operar por até duas horas e meia. 
Frequentemente esses drones são usados para medir a temperatura da água (𝑇) em 
função da profundidade (𝑑), a partir da superfície (𝑑 = 0), como no caso ilustrado no gráfico a 
seguir (dados adaptados). 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 83 
Leve em conta os dados mostrados no gráfico, referentes à temperatura da água (𝑇) em 
função da profundidade (𝑑). Considere um volume cilíndrico de água cuja base tem área 𝐴 =
2 𝑚2, a face superior está na superfície a uma temperatura constante 𝑇𝐴 e a face inferior está a 
uma profundidade 𝑑 a uma temperatura constante 𝑇𝐵, como mostra a figura a seguir. Na situação 
estacionária, nas proximidades da superfície, a temperatura da água decai linearmente em 
função de 𝑑, de forma que a taxa de transferência de calor por unidade de tempo (Φ), por 
condução da face superior para a face inferior, é aproximadamente constante e dada por Φ = 𝑘 ∙
𝐴 ∙
𝑇𝐴−𝑇𝐵
𝑑
, em que 𝑘 = 0,6 𝑊/(𝑚 ∙ ℃) é a condutividade térmica da água. Assim, a razão 
𝑇𝐴−𝑇𝐵
𝑑
 é 
constante para todos os pontos da região de queda linear da temperatura da água mostrados no 
gráfico apresentado. 
Utilizando as temperaturas da água na superfície e na profundidaded do gráfico e a 
fórmula fornecida, conclui-se que, na região de queda linear da temperatura da água em função 
de 𝑑, Φ é igual a 
A) 0,03 W. 
B) 0,05 W. 
C) 0,40 W. 
D) 1,20 W. 
Comentários 
 Da parte linear do gráfico, podemos extrair a seguinte relação entre a variação de 
temperatura e a distância 𝑑, que funciona como a espessura na relação do fluxo. 
 
𝑇𝐴 − 𝑇𝐵
|𝑑|
=
19,30 − 19,225 
|0 − 3|
=
0,075
3
= 0,025 ℃/𝑚 
 Note que usamos a distância em módulo. Podemos calcular o fluxo usando a 
relação fornecida: 
Φ = 𝑘 ∙ 𝐴 ∙
𝑇𝐴 − 𝑇𝐵
𝑑
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 84 
 Substituindo as informações fornecidas: 
Φ = 0,6 ∙ 2 ∙ 0,025 
Φ = 0,6 ∙ 0,050 
Φ = 6,0 ∙ 10−1 ∙ 5,0 ∙ 10−2 
Φ = 30 ∙ 10−3 
Φ = 3 ∙ 10−2 𝑊 
Φ = 0,03 𝑊 
Gabarito: “A”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 85 
4) RESUMO DA AULA 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 86 
 
∆°𝐶
10
=
∆𝐾
10
=
∆°𝐹
18
 
°𝐶
5
=
𝐾 − 273
5
=
°𝐹 − 32
9
 
 
Dilatação Térmica 
Regra Geral: 
- Dilatação Térmica: Temperatura aumenta, tamanho aumenta. 
- Contração Térmica: Temperatura diminui, tamanho diminui. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 87 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 88 
 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 89 
 
 
 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 90 
 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 91 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 92 
 
 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 93 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 94 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 95 
 
 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 96 
Fluxo de Energia na Forma de Calor por Condução 
 
Lei de Fourier 
 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 97 
5) LISTA DE EXERCÍCIOS 
 
1. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Sobre os processos de 
transferência de calor, selecione a alternativa correta. 
a) O processo de convecção se dá pela propagação de ondas eletromagnéticas, 
capazes de se propagarem pelo vácuo. 
b) O processo de convecção se caracteriza pela propagação de energia no interior de 
materiais sólidos. 
c) O processo de condução pode transportar energia na forma de calor pelo vácuo. 
d) O processo de irradiação está associado com a propagação de ondas 
eletromagnéticas, transferindo energia na forma de calor através do vácuo. 
e) O processo de condução somente ocorre em meios sólidos. 
 
2. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Em uma noite onde 
ocorreram pontos sem energia elétrica em sua cidade, uma pessoa decidiu acender 
uma vela para iluminar um determinado local de sua casa. Colocando a mão ao lado 
do fogo, ela tem uma sensação de que a mão está morna, mas ao colocar a mão acima 
da chama, sem a tocar, a sensação é de que sua mão está queimando e ela a retira 
rapidamente. Qual(is) é(são) o(s) principal(ais) processo(s) de transporte de energia 
envolvido(s) nas duas situações? 
A) Irradiação. 
B) Irradiação e convecção. 
C) Irradiação e condução. 
D) Condução e convecção. 
E) Convecção. 
 
3. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um corpo metálico, 
durante um processo de tratamento térmico, é retirado de um forno com temperatura 
de 800°C e colocado sobre uma mesa para resfriar ao ambiente, que está a 20°C. Sobre 
esta situação, pode-se afirmar corretamente que 
A) o corpo metálico está recebendo energia do ambiente na forma de Calor por 
condução e convecção. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 98 
B) o corpo metálico está recebendo energia do seu entorno na forma de Calor por 
convecção e irradiação. 
C) o corpo metálico está perdendo energia na forma de Calor para seu entorno somente 
por irradiação e convecção. 
D) o corpo metálico está perdendo energia na forma de Calor para seu entorno por 
condução, convecção e irradiação. 
E) o corpo metálico está perdendo energia na forma de Calor para seu entorno somente 
por convecção. 
 
4. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Quando acendemos uma 
vela, o calor gerado pela queima da parafina líquida é propagado em todas as direções. 
Contudo, ao posicionar a mão a uma mesma distância da chama, aos lados da vela e 
acima da mesma, percebemos que a região acima da chama se encontra com maior 
temperatura. Tal fato decorre de que fenômeno? 
A) Da convecção, devido ao ar aquecido pela chama realizar um movimento 
ascendente. 
B) Da irradiação, que é mais eficaz em maiores altitudes. 
C) Da fusão da parafina, que retira calor preferencialmente do meio ao seu redor. 
D) Da convecção, devido ao ar frio realizar um movimento descendente ao lado da 
chama. 
E) Do calor específico do meio que é diferente para diferentes para as diferentes 
regiões ao redor da vela. 
 
5. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Uma garrafa térmica é 
feita de tal forma que tenta evitar as trocas de energia na forma de Calor entre seu 
conteúdo e o ambiente externo. 
Em cada uma das situações descritas a seguir, você deve reconhecer o processo de 
troca de Calor envolvido. 
I – As ampolas nas garrafas térmicas são espelhadas para evitar a transferência de 
anergia por _________________. 
II – As ampolas nas garrafas térmicas possuem paredes duplas para evitar a 
transferência de energia por _________________. 
III – Se faz vácuo entre as paredes duplas em ampolas de garrafas térmicas para evitar 
a transferência de energia por _________________ e ________________. 
Na ordem que aparecem, os processos que preenchem as lacunas corretamente são: 
a) Irradiação, condução, condução e irradiação. 
b) Condução, irradiação, convecção e irradiação. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 99 
c) Condução, irradiação, convecção e condução. 
d) Irradiação, condução, condução e convecção. 
 
6. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um anel precisa ser 
encaixado internamente numa biela de forma que, após o encaixe, não exista qualquer 
folga. O anel tem diâmetro de 5mm e o orifício tem 4,9mm. Selecione a alternativa 
abaixo que descreve uma maneira viável de se fazer o encaixe. 
a) Aquecer o anel. 
b) Aquecer o orifício e o anel juntos. 
c) Esfriar o orifício e aquecer o anel. 
d) Esfriar o anel. 
e) Esfriar o orifício. 
 
7. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Uma placa quadrada de 
lado L tem um orifício, de diâmetro D, em seu centro, conforme apresentado na figura 
abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
Ao ser aquecida uniformemente, toda a placa sofre uma elevação de temperatura, 
fazendo com que 
A) o diâmetro D do orifício aumente de tamanho. 
B) o diâmetro D do orifício reduza de tamanho. 
C) o diâmetro D do orifício permaneça inalterado. 
D) o diâmetro D do orifício se dilate mais que o lado L. 
E) o lado L da placa se dilate mais que a diagonal D da placa. 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 100 
8. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Uma substância pura 
recebeu energia na forma de calor de uma fonte e sofreu um aquecimento que foi 
registrado no gráfico abaixo. 
 
Pode-se afirmar que 
A) durante a etapa A, a substância coexiste nas fases sólida e líquida, aumentando sua 
temperatura média. 
B) durante a etapa B, a substância coexiste nas fases sólida e líquida, mantendo sua 
temperatura média inalterada. 
C) durante a etapa C, a substância coexiste nas fases sólida e líquida, aumentando sua 
temperatura média. 
D) durantea etapa D, a substância coexiste nas fases sólida, líquida e gasosa, 
mantendo sua temperatura média inalterada. 
 
9. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Em um laboratório de 
Física, um experimento de termologia indicou uma temperatura de 200°C em um 
termômetro que estava descalibrado. A temperatura correta foi indicada em outro 
termômetro que marcou 593K. Assim, pode-se afirmar que o termômetro em °C está 
indicando uma diferença de 
A) 120°C 
B) 20°C 
C) 220°C 
D) 320°C 
E) 80°C 
 
10. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um estudante faz uma 
viagem de intercâmbio do Brasil para o Canadá e, ao descer no aeroporto na cidade de 
Toronto, observa que o termômetro do aeroporto estava indicando a temperatura de -
4°F. Na escala Celsius, esta temperatura é equivalente a 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 101 
a) 20 
b) -20 
c) 253 
d) -253 
 
11. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A temperatura na 
superfície de Vênus atinge 462°C, principalmente devido ao efeito estufa. 
Assinale a alternativa correta. 
A) A temperatura de 462°C se equivale a, aproximadamente, 832°F. Além disso, o efeito 
estufa é um fenômeno de retenção de energia proveniente do Sol por gases 
atmosféricos, principalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (C2O) e metano 
(C4H). 
B) A temperatura de 462°C se equivale a, aproximadamente, 864°F. Além disso, o efeito 
estufa é um fenômeno de retenção de energia proveniente do Sol por gases 
atmosféricos, principalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (CO2) e metano 
(CH4). 
C) A temperatura de 462°C se equivale a, aproximadamente, 864°F. Além disso, o efeito 
estufa é um fenômeno de retenção de energia proveniente do Sol por gases 
atmosféricos, principalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (C2O) e metano 
(C4H). 
D) A temperatura de 462°C se equivale a, aproximadamente, 735°F. Além disso, o efeito 
estufa é um fenômeno de retenção de energia proveniente do Sol por gases 
atmosféricos, principalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (CO2) e metano 
(CH4). 
E) A temperatura de 462°C se equivale a, aproximadamente, 735°F. Além disso, o efeito 
estufa é um fenômeno de retenção de energia proveniente do Sol por gases 
atmosféricos, principalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (C2O) e metano 
(C4H). 
 
12. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Duas barras, 1 e 2, feitas 
de mesmo material, tem iguais espessuras e estão a temperatura ambiente, de 20°C. A 
barra 1 é 50% maior que a barra 2. Ao serem aquecidas uniformemente até uma 
temperatura de 450°C, pode-se afirmar que, após o aquecimento, 
A) a barra 1 continuará sendo 50% maior que a barra 2. 
B) a barra 1 será mais que 50% maior que a barra 2. 
C) a barra 1 será menos que 50% maior que a barra 2. 
D) a barra 1 teve exatamente o mesmo aumento de tamanho que a barra 2. 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 102 
13. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um sistema termossolar 
de aquecimento de água residencial conseguiu elevar a temperatura de 500 litros de 
água de 25°C para 55°C durante um dia de insolação. Esta água ficou armazenada num 
reservatório para ser utilizada pelas pessoas da casa durante a noite. Sabendo que a 
densidade da água vale 1g/cm³ e tem calor específico igual a 1cal/g°C, a quantidade de 
energia na forma de calor que efetivamente foi absorvida para causar tal aquecimento 
foi de aproximadamente 
a) 1,5.1010kcal 
b) 1,5.109kcal 
c) 1,5.104cal 
d) 1,5.104kcal 
e) 1,5.107kcal 
 
14. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um Trocador de Calor é 
um dispositivo que tem a finalidade de transferir, da forma mais eficiente possível, 
energia na forma de calor de um meio para outro. 
Um exemplo desse dispositivo é o radiador em veículos automotores, como carros e 
caminhões. Os radiadores automotivos servem para transferir energia do sistema do 
motor para o ambiente, evitando sobreaquecimentos. 
O fluido arrefecedor de motores automotivos circula por cavidades do motor, 
absorvendo energia, e chega, por dutos, ao radiador, para transferir essa energia ao 
ambiente. 
Suponha que o fluido que circula num sistema motor-radiador é água, cujo Calor 
Específico vale 1 cal/g °C. Quando 1kg de vapor de água (calor específico 0,5 cal/g °C) 
a 100°C condensar ao passar pelo trocador de calor, voltando a ser líquido a 90°C, terá 
cedido para o ambiente uma quantidade e energia na forma de calor que vale 
(Considere o Calor Latente de Vaporização da Água igual a 540 cal/g) 
a) 540 kcal 
b) 550 kcal 
c) 540 cal 
d) 550 cal 
e) 1500 cal 
 
15. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Em um banho de ducha 
de 15 min, com o registro meio aberto, uma pessoa consome, em média, 120 L de água. 
Durante o inverno, esta pessoa utiliza um chuveiro elétrico que aquece a água elevando 
sua temperatura de 15°C para 35°C. A quantidade de energia transferida para a água 
neste aquecimento vale 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 103 
Dados: 𝒄á𝒈𝒖𝒂 = 𝟒𝟐𝟎𝟎𝑱/𝒌𝒈°𝑪 ; 𝒅á𝒈𝒖𝒂 = 𝟏𝒌𝒈/𝑳. 
a) 5040 kJ 
b) 7560 kJ 
c) 9600 kJ 
d) 10080 kJ 
 
16. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Uma barra de alumínio de 
3kg é colocada em um forno industrial, que acaba elevando sua temperatura média até 
1200°C. Ao ser retirada do forno, foi rapidamente mergulhada na água de uma piscina 
de 90000L, fazendo com que a barra atinja, após alguns minutos, a temperatura 
ambiente de 20°C. Como o calor específico do alumínio vale 𝟗𝟐𝟒
𝑱
𝒌𝒈°𝑪
, a quantidade de 
energia na forma de calor transferida da barra de alumínio para a água foi de, 
aproximadamente, 
A) 780 kcal. 
B) 3200 kcal. 
C) 13700 kcal. 
D) 13,7 kcal 
 
17. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um corpo de massa igual 
a 2kg recebe uma quantidade Q de energia na forma de Calor, elevando sua 
temperatura em 20°C, sem trocar de estado físico. Sua Capacidade Calorífica vale 
A) 40/Q 
B) 20/Q 
C) Q/10 
D) Q/40 
E) Q/20 
 
18. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Em um calorímetro ideal, 
duas massas iguais de água foram adicionadas e atingem o equilíbrio térmico. 
Enquanto uma das massas estava a 20°C, a outra estava a 80°C. Despreze perdas 
térmicas para o ambiente. A temperatura de equilíbrio foi de 
A) 10°C 
B) 20°C 
C) 30°C 
D) 40°C 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 104 
E) 50°C 
 
19. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um bloco de gelo com 
500g se desprende de uma geleira e cai de uma altura de 5m em queda livre com 
g=10m/s². Tanto o bloco quanto o ambiente estão à temperatura de 0°C e ao nível do 
mar. A massa de gelo que pode fundir devido a essa queda vale 
Dados: LFusão=80cal/g e 1cal=4,2J. 
A) 0,3125 g 
B) 75 kg 
C) 25 g 
D) 6 g 
E) 0,075 g 
 
20. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um calorímetro de 
capacidade térmica desprezível contém 2 litros de água a 25°C. Adicionaram-se 350g 
de gelo a 0°C. Se o calor específico da água vale 1cal/g°C, o calor latente de fusão do 
gelo é 80cal/g e a massa específica da água vale 1kg/L, então a temperatura de 
equilíbrio da mistura no interior do calorímetro estará mais próxima de 
A) 3°C 
B) 6°C 
C) 9°C 
D) 13°C 
E) 16°C 
 
21. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Uma barra de 2kg de 
alumínio, a temperatura ambiente, deve ser completamente fundida para a 
conformação de uma peça para a montagem de um automóvel. A energia necessária 
para tal serviço vale 
Dados: cAl=0,22cal/g°C ; Tambiente=20°C ; Tfusão=660°C ; Lfusão=93cal/g. 
A) 186,0 cal 
B) 281,6 cal 
C) 467,6 cal 
D) 4676 cal 
E) 467,6 kcal 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 105 
22. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof.Henrique Goulart) O gráfico abaixo 
apresenta informações sobre o aquecimento de 20g de uma substância desconhecida, 
inicialmente no estado líquido, que vaporiza completamente ao final do processo. 
 
O calor específico no estado líquido e o calor latente de vaporização dessa substância 
a) 3,0cal/g°C e 35cal/g 
b) 3,0cal/g°C e 50cal/g 
c) 0,3cal/g°C e 50cal/g 
d) 0,3cal/g°C e 35cal/g 
 
23. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um sistema solar de 
aquecimento transfere energia na forma de calor e aquece 3000g de água de um 
reservatório. A temperatura média da substância sofreu uma elevação, que foi 
registrada no gráfico abaixo. 
 
Como o calor específico da água no estado líquido vale 1cal/g°C, a potência 
desenvolvida pelo sistema vale 
A) 4000cal/s 
B) 400cal/s 
C) 400cal/min 
D) 4000cal/min 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 106 
24. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Em um calorímetro de 
capacidade térmica desprezível, são colocadas duas quantidades de água líquida, uma 
a temperatura de 74°C e outra a temperatura de 8°C. Se a massa da quantidade de água 
fria é três vezes maior que a de água quente, a temperatura de equilíbrio da mistura, 
em °C, é igual a 
A) 24,5°C 
B) 41,0°C 
C) 20,5°C 
D) 12,25°C 
 
25. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um corpo A recebeu uma 
quantidade Q de energia na forma de calor e sofreu uma variação de temperatura igual 
a 20°C, sem variar seu estado físico. Sabe-se que o corpo B tem metade da massa e o 
dobro do calor específico do corpo A. Ao receber a mesma quantidade Q de energia e 
sem sofrer mudança de estado físico, pode-se afirmar que este corpo sofreu uma 
variação de temperatura igual a 
a) 10°C 
b) 20°C 
c) 30°C 
d) 40°C 
e) 50°C 
 
26. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A quantidade de energia 
na forma de Calor que, ao nível do mar, deve ser retirada de uma porção de 500g água 
a 0°C para que ela se solidifique completamente é igual à quantidade de energia que 
deve ser fornecida para aquecer esta mesma quantidade de água líquida de 0°C até 
uma temperatura de 
[Dados: cágua = 1cal/g°C, LFusão = 80cal/g.] 
A) 40°C 
B) 80°C 
C) 100°C 
D) 10°C 
E) 20°C 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 107 
27. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Num recipiente isolado, 
um bloco com 500g de alumínio, é misturado com outro bloco de 1kg de ferro. 
Inicialmente, o bloco de alumínio estava a 20°C e o de ferro a 60°C. Ao se atingir o 
equilíbrio térmico a 40°C, a razão entre os calores específicos do Ferro e do Alumínio 
vale 
a) 2 
b) 1/2 
c) 1/4 
d) 4 
e) 500 
 
28. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A radiação solar incide 
sobre um painel de um aquecedor solar de 8m². Este sistema transfere energia para a 
água com rendimento de 0,4. O tempo necessário para que este sistema aqueça de 
20°C para 70°C toda a água de um reservatório com 2000 litros será 
Dados: Incidência solar = 600J/m²s ; dágua=1g/cm³ ; cágua=1cal/g°C ; 1cal=4J. 
A) de quase 50h. 
B) de quase 60h 
C) menos de 30h. 
D) mais de 60h. 
E) de quase 30h. 
 
29. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A busca por geração de 
energia limpa vem crescendo no Brasil e no mundo nas últimas décadas. No Brasil, 
por exemplo, foram construídas as usinas nucleares Angra 1 e Angra 2, responsáveis 
por 3% da energia consumida no país, com o objetivo de recorrer a um processo de 
geração de energia elétrica que não emita gases poluentes na atmosfera. 
Usinas nucleares utilizam urânio enriquecido para aquecer a água no interior do reator, 
transformá-la em vapor e movimentar as turbinas de um gerador elétrico, porém essa 
água precisa se resfriar em um condensador para seguir seu ciclo dentro do sistema 
secundário da usina. A água utilizada no sistema secundário é refrigerada por outro 
circuito de água oriunda de um rio, lago ou mar. A água utilizada na refrigeração do 
condensador, por sua vez, retorna com uma temperatura de 8 a 17°C mais quente 
causando uma elevação na temperatura da sua fonte. 
Considere que uma usina nuclear utiliza a água de um rio no seu sistema de 
refrigeração. A água do rio encontra-se, inicialmente, a uma temperatura de 26°C. A 
usina drena 76% dessa água para a refrigeração, que retorna à fonte com uma 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 108 
temperatura de 38°C. Admitindo que as massas de água misturadas pertençam a um 
sistema isolado, qual a variação de temperatura verificada na fonte após o retorno? 
A) 2,0°C 
B) 2,3°C 
C) 2,5°C 
D) 2,8°C 
E) 3,0°C 
 
30. (ESTRATÉGIA VESTIBULARES 2021/ Prof. Henrique Goulart) "Patos deslizavam sobre 
as águas congeladas dos lagos de São Joaquim, na serra catarinense, na manhã desta 
quarta-feira (15). A temperatura negativa, que chegou a -8°C nas estações da Empresa 
de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural (Epagri), pintou de branco os campos 
cobertos pela geada e criou "pingentes" de gelo em árvores. 
— O frio foi intenso. Foi possível ver patos deslizando nos lagos. Não é como na 
Europa, onde é possível caminhar sobre o gelo. Mas, para um lago congelar dessa 
forma, necessita fazer frio — conta Marcelo Cruz de Liz, gerente da Estação 
Experimental da Epagri da cidade." 
Fonte: https://gauchazh.clicrbs.com.br/ambiente/noticia/2020/07/temperatura-
negativa-congela-lagos-e-atrai-visitantes-a-serra-catarinense-veja-imagens-
ckcnpoxnn002o01hl8n2tvpme.html 
A diminuição da temperatura durante o inverno causa diversas mudanças na 
agricultura e nos biomas dessas regiões mais afetadas pelo ar frio. O lago congelado 
na cidade de São Joaquim mostra uma das tantas propriedades anômalas da água, que 
faz com que o gelo se forme na parte superior do lago, pois 
A) há uma queda no volume da água quando sua temperatura reduz de 4°C para zero. 
B) há um aumento na massa da água quando sua temperatura reduz de 4°C para zero. 
C) há uma queda na massa da água quando sua temperatura reduz de 4°C para zero. 
D) há um aumento na densidade da água quando sua temperatura reduz de 4°C para 
zero. 
E) há uma queda na densidade da água quando sua temperatura reduz de 4°C para 
zero. 
 
31. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Garrafas térmicas são 
recipientes que tem a função de manter a temperatura do líquido em seu interior com 
o mínimo de troca de energia térmica para o ambiente, seja por condução, convecção 
ou irradiação. Garrafas térmicas comuns apresentam uma capacidade térmica por 
volta de 𝟐𝟎 𝒄𝒂𝒍/°𝑪. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 109 
Uma pessoa adicionou 140g de água a uma temperatura de 65°C a uma garrafa térmica 
comum, à temperatura ambiente de 25°C. Contudo, depois de um determinado intervalo 
de tempo, relembrou que a água entraria em equilíbrio térmico com a garrafa 
diminuindo sua temperatura. Após o esse tempo e com a finalidade de atingir um 
equilíbrio térmico final de 65°C, foi adicionada uma nova massa de 50g de água a uma 
temperatura inicial de: 
OBS: desconsidere as trocas de energia na forma de calor do conteúdo da garrafa e o 
ambiente e assuma o calor específico da água igual a 1cal/g°C. 
A) 70°C 
B) 73°C 
C) 77°C 
D) 79°C 
E) 81°C. 
 
32. (ESTRATEGIA VESTIBULARES 2021 - Prof. Henrique Goulart) No canal do Youtube 
chamado Manual do Mundo, Iberê Thenório realiza diversos experimentos e mostra na 
prática uma forma interessante de se aprender ciência. Em um de seus vídeos, o dono 
do canal fez três medidas da temperatura de ebulição da água em três locais diferentes, 
sempre levando em consideração as possíveis margens de erro nas medições, 
utilizando a mesma massa de água à mesma temperatura inicial e o mesmo maçarico. 
Em São Paulo, a 725m de altitude, a água atinge uma temperatura de ebulição de97,9°C. Ao nível do mar a água atinge 99,8°C e no topo de uma montanha, a 1900m de 
altitude, atinge uma temperatura de 94,1°C. 
Conhecendo a influência da pressão atmosférica na temperatura de ebulição da água, 
é correto afirmar que 
A) Ao nível do mar, a água tem maior ponto de ebulição, pois a temperatura de ebulição 
tende a aumentar com o aumento da pressão atmosférica. 
B) No topo da montanha, a quantidade de energia necessária para fazer a água ebulir 
é maior que em São Paulo. 
C) A pressão atmosférica em São Paulo é maior que a pressão atmosférica a nível do 
mar, por isso a temperatura de ebulição é maior. 
D) No topo da montanha a água aquece mais rápido que ao nível do mar, por isso a 
temperatura de ebulição é menor. 
E) O peso da coluna de ar é menor em São Paulo do que no topo da montanha, por isso 
a temperatura de ebulição em São Paulo é maior que no topo da Montanha. 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 110 
33. (ESTRATEGIA VESTIBULARES 2021 - Prof. Henrique Goulart) Um recipiente de 
capacidade térmica desprezível contém 150g de água que tem sua temperatura elevada 
em 20°C recebendo energia na forma de calor a uma taxa de 100J/s. Essa massa de 
água teve sua temperatura elevada num intervalo mínimo de 
Use 𝒄á𝒈𝒖𝒂= 4kJ/(kg.°C) 
A) 0,2 s 
B) 12 s 
C) 30 s 
D) 1 min 
E) 2 min 
 
34. (ESTRATEGIA VESTIBULARES 2021 - Prof. Henrique Goulart) "A locomotiva a vapor 
possui um motor que é composto por três partes principais: a caldeira (que produz o 
vapor), a máquina térmica (que transforma a energia liberada pelo vapor em energia 
mecânica) e a carroçaria (o que efetivamente carrega todo o resto). Além disso, existe 
uma quarta parte denominada "tênder", que é onde ficam armazenados água e 
combustível. 
De forma simples, o combustível é queimado na fornalha, o calor da queima passa para 
a caldeira onde está a água; ao ser fervida, gera vapor, que quando acumulado no 
Domo, cria uma pressão. Essa pressão é liberada e com sua força é capaz de 
movimentar os cilindros, fazendo a máquina andar." 
Fonte: https://amantesdaferrovia.com.br/blog/maria-fumaca-um-passeio-de-volta-ao-
passado 
Considere que 10kg de carvão de calor específico igual a 0,24 cal/(g°C) são postos na 
fornalha de uma locomotiva a uma temperatura inicial de 20°C. A energia recebida pelo 
carvão para aquecer até uma temperatura T é igual à energia necessária para fazer 
1000g de água a 100°C ebulirem completamente. Considere que o calor latente de 
vaporização da água é 540cal/g, a temperatura T corresponde a: 
A) 200°C 
B) 225°C 
C) 245°C 
D) 250C 
E) 265°C 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 111 
35. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Energia na forma de calor 
é fornecida para 500g de água, inicialmente a -40°C, no estado sólido, até que vire vapor 
aquecido a 140°C. O gráfico abaixo apresenta algumas informações sobre esse 
processo. 
 
A energia total necessária para realizar esse processo foi de 
Dados: cgelo=2J/g°C ; Lfusão=330cal/g ; cágua=4J/g°C ; Lvap=540cal/g ; cvapor=0,5cal/g°C ; 
dágua=1g/cm³ ; 1cal=4J. 
A) 175kcal 
B) 225kcal 
C) 505kcal 
D) 495kcal 
E) 715kcal 
 
36. (ESTRATEGIA VESTIBULARES 2021 - Prof. Henrique Goulart) Ao aquecer uma 
superfície metálica quadrada e variar sua temperatura em 16°C, percebe-se que seu 
perímetro aumentou 10%. Com uma tabela que relaciona o metal e suas propriedades 
de dilatação, é possível determinar de qual metal a superfície é composta. Para tanto, 
é necessário descobrir seu coeficiente de dilatação superficial e comparar os valores 
na tabela. O valor a ser pesquisado na tabela deve ser o de 
A) 𝟏, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎−𝟒 °𝑪−𝟏 
B 𝟏, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎−𝟑 °𝑪−𝟏 
C) 𝟏, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎−𝟐 °𝑪−𝟏 
D) 𝟔, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎−𝟒 °𝑪−𝟏 
E) 𝟔, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎−𝟑 °𝑪−𝟏 
 
 
 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 112 
37. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Durante uma aula 
experimental, um professor necessita de água a 30°C para uma atividade. Entretanto, 
ele apenas dispõe de água à temperatura ambiente de 20°C. O professor decide 
aquecer, durante meio minuto, 400ml de água utilizando um ebulidor de 1000W de 
potência em um calorímetro ideal. Contudo, como a eficiência do ebulidor é de 80%, a 
temperatura atingida foi maior do que a necessária para a atividade. 
O professor, então, decide adicionar gelo a 0°C na água, de modo a obter a água na 
temperatura desejada. A densidade da água é de 1g/ml, seu calor específico é de 
1cal/g°C e seu calor latente de fusão 80cal/g. Considere que 1cal = 4J. 
Qual, aproximadamente, a massa de gelo que deve ser adicionada à água para que a 
temperatura final corresponda aos 30 °C? 
A) 18 g. 
B) 25 g. 
C) 32 g. 
D) 43 g. 
E) 67 g. 
 
38. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A intensidade média de 
energia solar devido à insolação em um local onde será instalada uma mini usina 
termoelétrica é de 240W/m². Para iniciar seu ciclo de funcionamento e geração de 
energia elétrica, o sistema de concentradores solares, que se encontra em uma altitude 
de 4100m acima do nível do mar e tem área total de 1000m², precisa vaporizar 1ton de 
água inicialmente a 20°C. 
O gráfico 1 mostra a variação da pressão atmosférica em função da altitude e o gráfico 
2 a relação entre a pressão atmosférica e a temperatura de ebulição da água. 
 
Dados: cágua=4J/g°C ; Lvap=540cal/g ; dágua=1g/cm³ ; 1cal=4J. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 113 
Pode-se afirmar que o tempo mínimo necessário para que o primeiro ciclo se inicie 
deve ser de 
A) 1h e 8min 
B) 10h e 8min 
C) 10h e 48min 
D) 2h e 48min 
E) 2h e 8min 
 
39. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/ Prof. Lucas Costa) Em um mesmo ano, a 
Alemanha atingiu 𝟒𝟐, 𝟔 ℃ no dia 25 de julho, e −𝟏𝟖 ℃, em 22 de janeiro. As ondas de 
frio e de calor parecem que são opostas e uma novidade, mas sempre existiram no 
planeta e são resultado de fenômenos parecidos. O que muda com o aquecimento 
global é a intensidade e a frequência. 
Um estudo publicado nesta segunda-feira (19) pela "Nature Climate Change", liderado 
por cientistas da Universidade Humboldt de Berlim, usou análise estatística para 
prever um cenário 2°C acima da temperatura média registrada nos anos pré-industriais. 
Teremos mais calor, mais seca e mais chuvas...” 
 https://g1.globo.com/natureza/noticia/2019/08/19/aquecimento-global-causara-ondas-
de-calor-ainda-mais-intensas-do-que-as-vistas-neste-verao-europeu-diz-estudo.ghtml 
O calor que seria liberado caso 100 g de um material sólido com uma temperatura 
inicial igual a temperatura marcada no dia 22 de janeiro na Alemanha fosse aquecida 
até líquido com a temperatura marcada no dia 25 de julho na Alemanha é próxima de 
Dados: O calor específico da substância citada é de 5,0 cal/g °F quando líquida, e 2,0 
cal/g °F quando sólida, seu ponto de fusão é de 0°C nas condições do problema e o 
seu calor latente de fusão é de 90 cal/g. 
A) 𝟔, 𝟎 𝒌𝒄𝒂𝒍 
B) 𝟑, 𝟎 𝒌𝒄𝒂𝒍 
C) 𝟓, 𝟏 𝒌𝒄𝒂𝒍 
D) 𝟏𝟑 𝒌𝒄𝒂𝒍 
E) 𝟓𝟒 𝒌𝒄𝒂𝒍 
 
40. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/ Prof. Henrique Goulart) O aumento do preço dos 
combustíveis causou uma disseminação de notícias de automóveis movidos a água. 
Os autodeclarados “inventores” dizem que conseguem facilmente converter qualquer 
veículo que funcione a álcool ou gasolina num veículo que utiliza água como 
combustível, conseguindo uma economia de mais de 30% comparado com veículos a 
gasolina. Um desses “gênios” afirmou que com seu sistema adaptado para veículos é 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 114 
possível percorrer incríveis 1000km com apenas 1 litro de água, enquanto percorrem 
somente cerca de 15km com um litro de gasolina. 
Na verdade, o combustível utilizado para o funcionamento de motores com esses “kits 
mágicos”é o Hidrogênio, produzido a partir de processos de Eletrólise com a água. 
A utilização do Hidrogênio como fonte de energia para motores não é nenhuma 
novidade e já é conhecido e usado há décadas, fazendo desses “kits mágicos” mera 
empulhação. 
Sabe-se que com um litro de água se pode produzir, a partir de um processo de 
eletrólise completa, cerca de 110g de Hidrogênio, que tem poder calorífico de 
28700cal/g. Um litro de gasolina, que tem densidade igual a 75% da densidade da água, 
tem poder calorífico de 9600cal/g. 
As energias liberadas pelas combustões completas do Hidrogênio produzido a partir 
de 1 litro de água e de 1 litro de gasolina seriam suficientes para aquecer de 0°C a 
100°C volumes de água que valem, respectivamente 
[Dados: Calor Específico da água igual 1cal/g°C.] 
[Densidade da água igual 1g /cm³] 
a) 31570 e 72000 litros. 
b) 31570 e 72000 gramas. 
c) 31,6 e 72,0 litros. 
d) 31,6 e 72,0 gramas. 
e) 31,6 e 72,0 centímetros cúbicos. 
 
41. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A energia necessária para 
aquecer um cubo de gelo de 2kg de -10°C a 0°C é igual à energia dissipada pela ação 
da força de atrito sobre um carro de 2 toneladas que se move com uma velocidade V e 
derrapa até reduzir sua velocidade para 5 m/s. Sabendo que o calor específico do gelo 
é 𝟎, 𝟓 𝒄𝒂𝒍/𝒈°𝑪 e que 𝟏 𝒄𝒂𝒍 equivale a 𝟒, 𝟐 𝑱, a velocidade V que o corpo se move 
inicialmente está entre 
A) 5m/s e 6m/s. 
B) 6m/s e 7m/s. 
C) 7m/s e 8m/s. 
D) 8m/s e 9m/s. 
E) 9m/s e 10m/s. 
 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 115 
42. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) "O clima do Brasil é 
diversificado em consequência de fatores variados, como a fisionomia geográfica, a 
extensão territorial, o relevo e a dinâmica das massas de ar. Este último fator é de suma 
importância porque atua diretamente tanto na temperatura quanto na pluviosidade, 
provocando as diferenças climáticas regionais. As massas de ar que interferem mais 
diretamente são a equatorial (continental e atlântica), a massa tropical (continental e 
atlântica) e a polar atlântica. 
A maior temperatura registrada oficialmente no Brasil foi 44,8°C em Nova Maringá, 
Mato Grosso, em 4 e 5 de novembro de 2020 [...]. Já a menor temperatura registrada foi 
de −17,8°C no Morro da Igreja, em Urubici, Santa Catarina, em 29 de junho de 1996 
(registro extraoficial)." 
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Clima_do_Brasil 
Considere que um cubo de gelo de 50g, ao nível do mar, é aquecido com um aparelho 
elétrico de 1000W de potência e varia a temperatura do cubo de acordo com os 
extremos já registrados no Brasil, da menor para a maior temperatura registrada. Se a 
energia recebida pelo cubo de gelo é de 70% da energia desenvolvida pelo aparelho, o 
tempo necessário para o aquecimento foi de, aproximadamente, 
Dados: 
Desconsidere possíveis perdas de massa por evaporação ou vazamentos, bem como 
trocas de energia do cubo de gelo com o ambiente. 
𝟏 𝒄𝒂𝒍 = 𝟒 𝑱. 
𝒄á𝒈𝒖𝒂 = 𝟏 𝒄𝒂𝒍/𝒈°𝑪. 
𝒄𝒈𝒆𝒍𝒐 = 𝟎, 𝟓 𝒄𝒂𝒍/𝒈°𝑪. 
𝑳𝒇𝒖𝒔ã𝒐 = 𝟖𝟎 𝒄𝒂𝒍/𝒈. 
A) 10s 
B) 30s 
C) 40s 
D) 1min 
E) 1min e 20s 
 
 
43. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/ Prof. Henrique Goulart) Uma amostra de 290ml de 
água em uma panela, inicialmente a 17°C, é aquecida a uma taxa constante por três 
aquecedores elétricos diferentes: um de 130W, outro de 66W e outro de 40W. O objetivo 
é o de aquecer a água até a temperatura de ebulição. 
Os dados experimentais foram registrados no gráfico abaixo. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 116 
 
Fonte: https://www.if.ufrgs.br/novocref/?contact-pergunta=curvas-reais-de-aquecimento-da-
agua 
A curva vermelha indica os valores esperados de um aquecimento ideal, com os efeitos 
de evaporação desprezados. Selecione a alternativa correta. 
a) Quanto maior a potência do aquecedor, maior tende a ser a quantidade de água 
evaporada antes de atingir a temperatura de ebulição, que pode, inclusive, nem ser 
atingida, neste caso. Além disso, caso a evaporação fosse desprezada, o menor tempo 
necessário para se atingir a temperatura de ebulição seria de, aproximadamente, 
0,8min. 
b) Quanto maior a potência do aquecedor, menor tende a ser a quantidade de água 
evaporada antes de atingir a temperatura de ebulição, que pode, inclusive, nem ser 
atingida, neste caso. Além disso, caso a evaporação fosse desprezada, o menor tempo 
necessário para se atingir a temperatura de ebulição seria de, aproximadamente, 
0,8min. 
c) Quanto menor a potência do aquecedor, menor tende a ser a quantidade de água 
evaporada antes de atingir a temperatura de ebulição, que pode, inclusive, nem ser 
atingida, neste caso. Além disso, caso a evaporação fosse desprezada, o menor tempo 
necessário para se atingir a temperatura de ebulição seria de, aproximadamente, 13min 
e 30s. 
d) Quanto menor a potência do aquecedor, maior tende a ser a quantidade de água 
evaporada antes de atingir a temperatura de ebulição, que pode, inclusive, nem ser 
atingida, neste caso. Além disso, caso a evaporação fosse desprezada, o menor tempo 
necessário para se atingir a temperatura de ebulição seria de, aproximadamente, 13min 
e 30s. 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 117 
e) Quanto menor a potência do aquecedor, maior tende a ser a quantidade de água 
evaporada antes de atingir a temperatura de ebulição, que pode, inclusive, nem ser 
atingida, neste caso. Além disso, caso a evaporação fosse desprezada, o menor tempo 
necessário para se atingir a temperatura de ebulição seria de, aproximadamente, 
2,6min. 
Note e Adote 
Massa específica da água igual a 1g/cm³. 
Experimento foi realizado ao nível do mar. 
Calor Específico da água 1cal/g°C = 4,2J/g°C. 
Calor Latente de Vaporização da água 80cal/g. 
 
44. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Para salvar a festa de 
aniversário de um amigo, um professor de Física aceitou o desafio de gelar 
rapidamente três latas com 350ml de cerveja, inicialmente a 30°C, fazendo o seguinte: 
- Colocou 2kg de gelo a -4°C e 500ml de água da torneira, a 30°C dentro de uma panela 
de pressão. 
- Imergiu as três latas de cerveja a temperatura ambiente. 
- Fechou a panela para não ocorrer vazamentos. 
- Agitou durante 1 minuto a panela com as latas de cerveja no interior da mistura de 
gelo e água. 
Ao abrir a panela e medir a temperatura das latas de cerveja, verificou que o conteúdo 
delas havia baixado para 5°C, o que deixou seu amigo aniversariante muito feliz! 
Supondo a panela um sistema adiabático, que o local estava ao nível do mar, que a 
cerveja tem as mesmas propriedades térmicas que a água, e que a temperatura foi 
medida logo após a agitação da mistura, pode-se afirmar que a temperatura de 
equilíbrio da mistura gelo e água adicionados inicialmente e a taxa média aproximada 
de transferência de energia de cada lata de cerveja no processo foram, 
respectivamente, 
Dados: cágua=4J/g°C ; cgelo=2J/g°C ; Lfusão=330J/g ; dágua=1g/cm³. 
A) 5°C e 60W. 
B) 30°C e 580W. 
C) 30°C e 1000W. 
D) 0°C e 1800W. 
E) 0°C e 600W. 
 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 118 
45. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um estudante gosta de 
tomar café com leite a temperatura ambiente, com metade café e metade leite, ou seja, 
uma mistura com iguais quantidades de leite e café. 
Em um dia com temperatura ambiente de 25°C, ele dispõe de três xícaras cilíndricas 
metálicas idênticas: uma com 150ml de café recém passado, a 92°C, outra com 150ml 
de leite frio a 8°C e outra para fazer a mistura. Para obter seu café a temperatura 
ambiente mais rapidamente, ele pensou em duas possibilidades: 
1) Esperar até que o café quente e o leite frio cheguem à temperatura ambiente e, 
depois, misturá-los parar tomar seu café com leite. 
2) Misturar logo o café quentecom o leite frio e esperar até que a mistura chegue à 
temperatura ambiente. 
Suponha que o café e o leite têm iguais calores específicos. 
Selecione a alternativa correta. 
A) Ambas possibilidades resultarão no café com leite na mistura e temperatura 
desejada ao mesmo tempo. 
B) O estudante deve escolher a possibilidade 1, pois o leite e o café separados atingem 
a temperatura ambiente mais rapidamente que misturados devido ao fato do calor se 
transferir mais rapidamente do ambiente para o leite frio que para o café quente pelas 
canecas serem metálicas. 
C) O estudante deve escolher a possibilidade 1, pois o leite e o café separados atingem 
a temperatura ambiente mais rapidamente que misturados devido ao fato de a energia 
na forma de calor ser trocada mais rapidamente quanto maior a área de interface e 
quanto maior a diferença entre as temperaturas. 
D) O estudante deve escolher a possibilidade 2, pois o leite e o café juntos atingem a 
temperatura ambiente mais rapidamente que separados devido ao fato do calor se 
transferir mais rapidamente da mistura para o ambiente através de uma caneca 
metálica. 
E) O estudante deve escolher a possibilidade 2, pois o leite e o café juntos atingem a 
temperatura ambiente mais rapidamente que separados devido ao fato de a energia na 
forma de calor ser trocada mais rapidamente quanto maior a área de interface e quanto 
menor a diferença entre as temperaturas. 
 
46. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Para minimizar a troca de 
calor de um recipiente fechado com o ambiente externo, é necessário que se utilize um 
material com baixa condutividade térmica. Pensando nisso, foi construída uma sala de 
concreto com dimensões 20m x 10m x 10m com paredes de 10cm de espessura onde 
será instalado um aquecedor capaz de variar a temperatura ambiente em 30°C. 
Sabendo que a condutividade térmica do concreto é 0,8W/m.K, o fluxo térmico da sala 
com o ambiente externo, em J/s, é 
A) 2,4.106 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 119 
B) 2,4.105 
C) 2,1.104 
D) 2,4.10-6 
E) 2,1.10-4 
 
 
 ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 120 
Gabarito
1) D 2) B 3) D 
4) A 5) D 6) D 
7) A 8) B 9) A 
10) B 11) B 12) B 
13) D 14) B 15) D 
16) A 17) E 18) E 
19) E 20) C 21) C 
22) D 23) D 24) A 
25) B 26) B 27) B 
28) B 29) D 30) E 
31) E 32) A 33) E 
34) C 35) C 36) C 
37) A 38) D 39) E 
40) C 41) D 42) C 
43) D 44) E 45) C 
46) B 
 
 
 
 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 121 
6) LISTA DE EXERCÍCIOS RESOLVIDA E COMENTADA 
 
1. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Sobre os processos de 
transferência de calor, selecione a alternativa correta. 
a) O processo de convecção se dá pela propagação de ondas eletromagnéticas, 
capazes de se propagarem pelo vácuo. 
b) O processo de convecção se caracteriza pela propagação de energia no interior de 
materiais sólidos. 
c) O processo de condução pode transportar energia na forma de calor pelo vácuo. 
d) O processo de irradiação está associado com a propagação de ondas 
eletromagnéticas, transferindo energia na forma de calor através do vácuo. 
e) O processo de condução somente ocorre em meios sólidos. 
Comentários 
O processo de transferência de energia na forma de calor por irradiação, ou simplesmente 
radiação, se dá pela propagação de ondas eletromagnéticas, capazes de se propagarem no 
vácuo. 
O processo de condução ocorre principalmente em meios sólidos, mas, também ocorre 
em meios fluidos, como líquidos e gases. 
O processo de convecção ocorre em fluidos, caracterizando-se pela geração de correntes 
de movimentos convectivos. 
Gabarito: “D” 
 
2. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Em uma noite onde 
ocorreram pontos sem energia elétrica em sua cidade, uma pessoa decidiu acender 
uma vela para iluminar um determinado local de sua casa. Colocando a mão ao lado 
do fogo, ela tem uma sensação de que a mão está morna, mas ao colocar a mão acima 
da chama, sem a tocar, a sensação é de que sua mão está queimando e ela a retira 
rapidamente. Qual(is) é(são) o(s) principal(ais) processo(s) de transporte de energia 
envolvido(s) nas duas situações? 
A) Irradiação. 
B) Irradiação e convecção. 
C) Irradiação e condução. 
D) Condução e convecção. 
E) Convecção. 
Comentários 
Ao colocar a mão ao lado da chama, a energia recebida pela mão é transportada por 
irradiação, devido à falta de contato direta com a chama ou com o ar quente proveniente do fogo. 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 122 
Quando a mão é colocada acima da chama, além de receber energia por irradiação, a 
mão entra em contato com o ar quente que tem um movimento convectivo ascendente. 
Por isso, o transporte da energia da chama até a mão se dá por irradiação e pelas 
correntes de convecção. 
Gabarito: “B” 
 
3. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um corpo metálico, 
durante um processo de tratamento térmico, é retirado de um forno com temperatura 
de 800°C e colocado sobre uma mesa para resfriar ao ambiente, que está a 20°C. Sobre 
esta situação, pode-se afirmar corretamente que 
A) o corpo metálico está recebendo energia do ambiente na forma de Calor por 
condução e convecção. 
B) o corpo metálico está recebendo energia do seu entorno na forma de Calor por 
convecção e irradiação. 
C) o corpo metálico está perdendo energia na forma de Calor para seu entorno somente 
por irradiação e convecção. 
D) o corpo metálico está perdendo energia na forma de Calor para seu entorno por 
condução, convecção e irradiação. 
E) o corpo metálico está perdendo energia na forma de Calor para seu entorno somente 
por convecção. 
Comentários 
Como o corpo metálico está com temperatura bem maior que o seu entorno, ele está 
perdendo energia na forma de Calor para o ambiente por condução, convecção e irradiação. 
O processo de condução se caracteriza por transferir energia através de sua superfície 
com a mesa e com as moléculas de ar próximas. 
O processo de convecção ocorre pelo surgimento de correntes de ar que acabam por 
ascender as massas de ar aquecido e fazer passar mais ar ambiente (ainda não aquecida) pelo 
corpo, retirando energia dele e ascendendo. 
O processo de irradiação nada mais e que a emissão de ondas eletromagnéticas, 
principalmente na faixa do Infravermelho, que “ilumina” seu entorno. 
Gabarito: “D”. 
 
4. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Quando acendemos uma 
vela, o calor gerado pela queima da parafina líquida é propagado em todas as direções. 
Contudo, ao posicionar a mão a uma mesma distância da chama, aos lados da vela e 
acima da mesma, percebemos que a região acima da chama se encontra com maior 
temperatura. Tal fato decorre de que fenômeno? 
A) Da convecção, devido ao ar aquecido pela chama realizar um movimento 
ascendente. 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 123 
B) Da irradiação, que é mais eficaz em maiores altitudes. 
C) Da fusão da parafina, que retira calor preferencialmente do meio ao seu redor. 
D) Da convecção, devido ao ar frio realizar um movimento descendente ao lado da 
chama. 
E) Do calor específico do meio que é diferente para diferentes para as diferentes 
regiões ao redor da vela. 
Comentários: 
A queima da parafina pela vela causa o aquecimento do ar ao seu redor, o ar aquecido 
pela chama sofre dilatação, aumentando de volume e diminuindo sua densidade. O ar menos 
denso ascende tornando a região acima da vela mais quente. 
Gabarito: “A” 
 
5. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Uma garrafa térmica é 
feita de tal forma que tenta evitar as trocas de energia na forma de Calor entre seu 
conteúdo e o ambiente externo. 
Em cada uma das situações descritas a seguir, você deve reconhecer o processo de 
troca de Calor envolvido. 
I – As ampolas nas garrafastérmicas são espelhadas para evitar a transferência de 
anergia por _________________. 
II – As ampolas nas garrafas térmicas possuem paredes duplas para evitar a 
transferência de energia por _________________. 
III – Se faz vácuo entre as paredes duplas em ampolas de garrafas térmicas para evitar 
a transferência de energia por _________________ e ________________. 
Na ordem que aparecem, os processos que preenchem as lacunas corretamente são: 
a) Irradiação, condução, condução e irradiação. 
b) Condução, irradiação, convecção e irradiação. 
c) Condução, irradiação, convecção e condução. 
d) Irradiação, condução, condução e convecção. 
Comentários 
O espelhamento nas superfícies serva para evitar a transferência por Irradiação. 
As paredes duplas nas ampolas de garrafas térmicas evitam a transferência de energia 
por Condução. 
O espaço entre essas paredes duplas é evacuado para evitar a transferência por 
Condução e Convecção. 
Gabarito: “D” 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 124 
6. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um anel precisa ser 
encaixado internamente numa biela de forma que, após o encaixe, não exista qualquer 
folga. O anel tem diâmetro de 5mm e o orifício tem 4,9mm. Selecione a alternativa 
abaixo que descreve uma maneira viável de se fazer o encaixe. 
a) Aquecer o anel. 
b) Aquecer o orifício e o anel juntos. 
c) Esfriar o orifício e aquecer o anel. 
d) Esfriar o anel. 
e) Esfriar o orifício. 
Comentários 
Devido à Dilatação Térmica, o esfriamento (redução da temperatura) do anel causará uma 
contração térmica no material, causando uma redução em todas as suas dimensões, incluindo 
seu diâmetro, e possibilitando seu encaixe na peça. 
Gabarito: “D” 
 
7. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Uma placa quadrada de 
lado L tem um orifício, de diâmetro D, em seu centro, conforme apresentado na figura 
abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
Ao ser aquecida uniformemente, toda a placa sofre uma elevação de temperatura, 
fazendo com que 
A) o diâmetro D do orifício aumente de tamanho. 
B) o diâmetro D do orifício reduza de tamanho. 
C) o diâmetro D do orifício permaneça inalterado. 
D) o diâmetro D do orifício se dilate mais que o lado L. 
E) o lado L da placa se dilate mais que a diagonal D da placa. 
Comentários 
Como a placa é aquecida, devido ao fenômeno da dilatação térmica, toda a placa se dilata, 
aumentando todas as suas dimensões: largura, altura e espessura. 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 125 
Este efeito de dilatação faz com que todas as dimensões de orifícios, falhas ou fendas, 
também dilatem juntos à placa, como se estivessem preenchidos de material da placa. 
Portanto, o diâmetro D do orifício aumenta de tamanho, assim como toda a placa. 
Como a dilatação térmica é proporcional ao tamanho inicial, a diagonal da placa se dilata 
mais que seu lado L, que se dilata mais que o diâmetro D do orifício. 
Gabarito: “A”. 
 
8. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Uma substância pura 
recebeu energia na forma de calor de uma fonte e sofreu um aquecimento que foi 
registrado no gráfico abaixo. 
 
Pode-se afirmar que 
A) durante a etapa A, a substância coexiste nas fases sólida e líquida, aumentando sua 
temperatura média. 
B) durante a etapa B, a substância coexiste nas fases sólida e líquida, mantendo sua 
temperatura média inalterada. 
C) durante a etapa C, a substância coexiste nas fases sólida e líquida, aumentando sua 
temperatura média. 
D) durante a etapa D, a substância coexiste nas fases sólida, líquida e gasosa, 
mantendo sua temperatura média inalterada. 
Comentários 
Durante a etapa A, a substância está na sua fase sólida, elevando sua temperatura. 
Durante a etapa B, a substância coexiste nas fases sólida e líquida, mantendo sua temperatura 
média inalterada. Durante a etapa C, a substância sofre uma elevação de temperatura durante 
sua fase líquida. E, durante a etapa D, a substância coexiste em suas fases líquida e gasosa 
sem alterar sua temperatura média. 
Gabarito: “B” 
 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 126 
9. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Em um laboratório de 
Física, um experimento de termologia indicou uma temperatura de 200°C em um 
termômetro que estava descalibrado. A temperatura correta foi indicada em outro 
termômetro que marcou 593K. Assim, pode-se afirmar que o termômetro em °C está 
indicando uma diferença de 
A) 120°C 
B) 20°C 
C) 220°C 
D) 320°C 
E) 80°C 
Comentários 
A escala Kelvin é a escala Célsius absoluta, ou seja, com o zero deslocado para o zero 
absoluto. Assim, a escala Kelvin apresenta 273 de diferença fixa em relação aos valores da 
escala Célsius, conforme a relação que segue: 
𝐾 = °𝐶 + 273 
Assim, 593K corresponde na escala Célsius a: 
593 = °𝐶 + 273 
°𝐶 = 593 − 273 = 320°𝐶 
Portanto, como o termômetro descalibrado estava indicando 200°C, a diferença fica: 
𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛ç𝑎 = 320 − 200 = 120°𝐶 
Gabarito: “A” 
 
10. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um estudante faz uma 
viagem de intercâmbio do Brasil para o Canadá e, ao descer no aeroporto na cidade de 
Toronto, observa que o termômetro do aeroporto estava indicando a temperatura de -
4°F. Na escala Celsius, esta temperatura é equivalente a 
a) 20 
b) -20 
c) 253 
d) -253 
Comentários 
A relação entre as escalas Celsius e Fahrenheit pode ser dada pela equação abaixo: 
°𝐶
10
=
°𝐹 − 32
18
 
°𝐶
10
=
−4 − 32
18
 
18 ⋅ °𝐶 = −36 ⋅ 10 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 127 
°𝐶 =
−360
18
 
°𝐶 = −20 
Gabarito: “B” 
 
11. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A temperatura na 
superfície de Vênus atinge 462°C, principalmente devido ao efeito estufa. 
Assinale a alternativa correta. 
A) A temperatura de 462°C se equivale a, aproximadamente, 832°F. Além disso, o efeito 
estufa é um fenômeno de retenção de energia proveniente do Sol por gases 
atmosféricos, principalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (C2O) e metano 
(C4H). 
B) A temperatura de 462°C se equivale a, aproximadamente, 864°F. Além disso, o efeito 
estufa é um fenômeno de retenção de energia proveniente do Sol por gases 
atmosféricos, principalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (CO2) e metano 
(CH4). 
C) A temperatura de 462°C se equivale a, aproximadamente, 864°F. Além disso, o efeito 
estufa é um fenômeno de retenção de energia proveniente do Sol por gases 
atmosféricos, principalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (C2O) e metano 
(C4H). 
D) A temperatura de 462°C se equivale a, aproximadamente, 735°F. Além disso, o efeito 
estufa é um fenômeno de retenção de energia proveniente do Sol por gases 
atmosféricos, principalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (CO2) e metano 
(CH4). 
E) A temperatura de 462°C se equivale a, aproximadamente, 735°F. Além disso, o efeito 
estufa é um fenômeno de retenção de energia proveniente do Sol por gases 
atmosféricos, principalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (C2O) e metano 
(C4H). 
Comentários 
A temperatura de 462°C tem um equivalente na escala Fahrenheit que pode ser obtido a 
partir da equação abaixo: 
°𝐶
5
=
°𝐹 − 32
9
 
462
5
=
𝐹 − 32
9
 
𝐹 =
9 ⋅ 462
5
+ 32 = 863,6°𝐹 
O efeito estufa é um fenômeno de retenção de energia proveniente do Sol por gases 
atmosféricos, principalmente vapor de água (H2O), dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4). 
Gabarito: “B” 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 128 
12. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Duas barras, 1 e 2, feitas 
de mesmo material, tem iguais espessuras e estão a temperatura ambiente, de 20°C. A 
barra 1 é 50% maior que a barra 2. Ao serem aquecidas uniformemente até uma 
temperatura de 450°C, pode-se afirmar que, após o aquecimento, 
A) abarra 1 continuará sendo 50% maior que a barra 2. 
B) a barra 1 será mais que 50% maior que a barra 2. 
C) a barra 1 será menos que 50% maior que a barra 2. 
D) a barra 1 teve exatamente o mesmo aumento de tamanho que a barra 2. 
Comentários 
Em geral, conforme o fenômeno da dilatação térmica, um corpo, ao ser aquecido, tem 
todas suas dimensões aumentadas. 
Assim, ambas barras, após terem sido aquecidas, aumentaram seus tamanhos. 
A variação de tamanho de um corpo é tão maior quanto maior seu tamanho inicial, maior 
seu coeficiente de dilatação e maior for a variação de temperatura. 
Como as duas barras são feitas de mesmo material, os coeficientes de dilatação são os 
mesmos. Porém, ao sofrerem a mesma variação de temperatura, a barra 1, que inicialmente era 
50% maior que a barra 2, se dilata mais, terminando com um tamanho maior que 50% do 
tamanho final da barra 2. 
Isso ocorre porque corpos inicialmente maiores mudam mais de tamanho que corpos 
menores, no caso de serem de mesmo material e sofrerem a mesma variação de temperatura. 
Gabarito: “B” 
 
13. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um sistema termossolar 
de aquecimento de água residencial conseguiu elevar a temperatura de 500 litros de 
água de 25°C para 55°C durante um dia de insolação. Esta água ficou armazenada num 
reservatório para ser utilizada pelas pessoas da casa durante a noite. Sabendo que a 
densidade da água vale 1g/cm³ e tem calor específico igual a 1cal/g°C, a quantidade de 
energia na forma de calor que efetivamente foi absorvida para causar tal aquecimento 
foi de aproximadamente 
a) 1,5.1010kcal 
b) 1,5.109kcal 
c) 1,5.104cal 
d) 1,5.104kcal 
e) 1,5.107kcal 
Comentários 
Como a água simplesmente teve uma elevação de temperatura sem trocar de estado 
físico, podemos calcular a quantidade de energia na forma de calor pela equação do Calor 
Sensível: 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 129 
𝑄𝑆 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
Dados: m=500kg=500000g c=1cal/g°C ∆T=55-25=30°C 
𝑄𝑆 = 5 ⋅ 10
5 ⋅ 1 ⋅ 30 = 150 ⋅ 105 = 1,5 ⋅ 107𝑐𝑎𝑙 = 1,5 ⋅ 104𝑘𝑐𝑎𝑙 
Gabarito: “D” 
 
14. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um Trocador de Calor é 
um dispositivo que tem a finalidade de transferir, da forma mais eficiente possível, 
energia na forma de calor de um meio para outro. 
Um exemplo desse dispositivo é o radiador em veículos automotores, como carros e 
caminhões. Os radiadores automotivos servem para transferir energia do sistema do 
motor para o ambiente, evitando sobreaquecimentos. 
O fluido arrefecedor de motores automotivos circula por cavidades do motor, 
absorvendo energia, e chega, por dutos, ao radiador, para transferir essa energia ao 
ambiente. 
Suponha que o fluido que circula num sistema motor-radiador é água, cujo Calor 
Específico vale 1 cal/g °C. Quando 1kg de vapor de água (calor específico 0,5 cal/g °C) 
a 100°C condensar ao passar pelo trocador de calor, voltando a ser líquido a 90°C, terá 
cedido para o ambiente uma quantidade e energia na forma de calor que vale 
(Considere o Calor Latente de Vaporização da Água igual a 540 cal/g) 
a) 540 kcal 
b) 550 kcal 
c) 540 cal 
d) 550 cal 
e) 1500 cal 
Comentários 
A energia necessária para condensar 1kg de vapor de água pode ser calculada pela 
equação abaixo: 
𝑄𝐿 = 𝑚 ⋅ 𝐿𝑉𝑎𝑝 
𝑄𝐿 = 1000 ⋅ (−540) 
𝑄𝐿 = −540000 𝑐𝑎𝑙 
A energia para, já na fase líquida, reduzir a temperatura da água de 100°C para 90°C é 
dada pela equação: 
𝑄𝑆 = 𝑚 ⋅ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ⋅ Δ𝑇 
𝑄𝑆 = 1000 ⋅ 1 ⋅ (90 − 100) 
𝑄𝐿 = −10000 𝑐𝑎𝑙 
Assim, a energia total envolvida no processo foi de: 
𝑄𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝐿 + 𝑄𝑆 = 540000 + 10000 = 550000 𝑐𝑎𝑙 = 350𝑘𝑐𝑎𝑙 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 130 
Gabarito: “B” 
 
15. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Em um banho de ducha 
de 15 min, com o registro meio aberto, uma pessoa consome, em média, 120 L de água. 
Durante o inverno, esta pessoa utiliza um chuveiro elétrico que aquece a água elevando 
sua temperatura de 15°C para 35°C. A quantidade de energia transferida para a água 
neste aquecimento vale 
Dados: 𝒄á𝒈𝒖𝒂 = 𝟒𝟐𝟎𝟎𝑱/𝒌𝒈°𝑪 ; 𝒅á𝒈𝒖𝒂 = 𝟏𝒌𝒈/𝑳. 
a) 5040 kJ 
b) 7560 kJ 
c) 9600 kJ 
d) 10080 kJ 
Comentários 
Quando um corpo de substância pura recebe energia, ele pode sofrer uma mudança de 
estado físico ou variar sua temperatura. Para calcular a quantidade de energia recebida, 
utilizamos a equação a seguir: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
A densidade da água nos indica que 120L de água contém 120kg. Com essa informação 
podemos substituir os valores. 
𝑄 = 120 ⋅ 4200 ⋅ (35 − 15) 
𝑄 = 10 080 𝑘𝐽 
Gabarito: “D” 
 
16. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Uma barra de alumínio de 
3kg é colocada em um forno industrial, que acaba elevando sua temperatura média até 
1200°C. Ao ser retirada do forno, foi rapidamente mergulhada na água de uma piscina 
de 90000L, fazendo com que a barra atinja, após alguns minutos, a temperatura 
ambiente de 20°C. Como o calor específico do alumínio vale 𝟗𝟐𝟒
𝑱
𝒌𝒈°𝑪
, a quantidade de 
energia na forma de calor transferida da barra de alumínio para a água foi de, 
aproximadamente, 
A) 780 kcal. 
B) 3200 kcal. 
C) 13700 kcal. 
D) 13,7 kcal 
 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 131 
Comentários 
A quantidade de energia na forma de calor que um corpo recebe ou perde resultando em 
uma mudança em sua temperatura pode ser estimada a partir da equação da quantidade de 
calor sensível: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
A barra de 3kg de alumínio, que tem um calor específico de 924J/kg°C, teve sua 
temperatura reduzida de 1200°C para 20°C. Assim, a energia fica: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
𝑄 = 3 ⋅ 924 ⋅ (20 − 1200) 
𝑄 = 3 270 960 𝐽 
Como 1cal = 4,2J, então temos: 
𝑄 =
3270960
4,2
= 778800 𝑐𝑎𝑙 = 778,8 𝑘𝑐𝑎𝑙 ≅ 780 𝑘𝑐𝑎𝑙 
Gabarito: “A” 
 
17. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um corpo de massa igual 
a 2kg recebe uma quantidade Q de energia na forma de Calor, elevando sua 
temperatura em 20°C, sem trocar de estado físico. Sua Capacidade Calorífica vale 
A) 40/Q 
B) 20/Q 
C) Q/10 
D) Q/40 
E) Q/20 
Comentários 
A Capacidade Calorífica, ou Capacidade Térmica, de um corpo indica a quantidade de 
energia necessária para fazer este corpo variar sua temperatura em 1°C, conforme a definição 
abaixo: 
𝐶 =
𝑄
∆𝑇
 
Como a variação de temperatura do corpo foi de 20°C, temos que sua Capacidade 
Calorífica fica: 
𝐶 =
𝑄
20
 
Veja que a Capacidade Térmica de um corpo não depende de sua massa. 
Gabarito: “E” 
 
 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 132 
18. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Em um calorímetro ideal, 
duas massas iguais de água foram adicionadas e atingem o equilíbrio térmico. 
Enquanto uma das massas estava a 20°C, a outra estava a 80°C. Despreze perdas 
térmicas para o ambiente. A temperatura de equilíbrio foi de 
A) 10°C 
B) 20°C 
C) 30°C 
D) 40°C 
E) 50°C 
Comentários 
Como a mistura térmica é feita em um calorímetro ideal, então somente é relevante a troca 
de energia entre as duas porções de água. 
São duas porções de água com massas iguais. Assim, podemos escrever: 
𝑄á𝑔𝑢𝑎1 + 𝑄á𝑔𝑢𝑎2 = 0 
𝑚1 ⋅ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ⋅ ∆𝑇1 + 𝑚2 ⋅ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ⋅ ∆𝑇2 = 0 
As massas e os calores específicos são iguais. Assim, podemos simplificar: 
∆𝑇1 + ∆𝑇2 = 0 
(𝑇𝑒𝑞 − 𝑇𝑖1) + (𝑇𝑒𝑞 − 𝑇𝑖2) = 0 
2 ⋅ 𝑇𝑒𝑞 = 𝑇𝑖1 + 𝑇𝑖2 
2 ⋅ 𝑇𝑒𝑞 = 20 + 80 
2 ⋅ 𝑇𝑒𝑞 = 100 
𝑇𝑒𝑞 =
100
2
= 50°𝐶 
Gabarito: “E” 
 
19. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um bloco de gelo com 
500g se desprende de uma geleira e cai de uma altura de 5m em queda livre com 
g=10m/s². Tanto o bloco quanto o ambiente estão à temperatura de 0°C e ao nível do 
mar. A massa de gelo que pode fundir devido a essa queda vale 
Dados:LFusão=80cal/g e 1cal=4,2J. 
A) 0,3125 g 
B) 75 kg 
C) 25 g 
D) 6 g 
E) 0,075 g 
 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 133 
Comentários 
A energia para fundir parte do gelo está associada à Energia Mecânica que o bloco tem 
ao chegar no solo que pode se transformar em Energia Interna, derretendo parte do gelo. 
Ao supor um movimento de Queda Livre, somente sob ação da gravidade, então a Energia 
Mecânica é conservada durante a queda, transformando a Energia Potencial Gravitacional no 
início da queda em Energia Cinética ao chegar no solo. 
Assim, a Energia Mecânica vale: 
𝐸𝑝𝑔 = 𝑚 ⋅ 𝑔 ⋅ ℎ 
Dados: m=500g=0,5kg g=10m/s² h=5m 
𝐸𝑝𝑔 = 0,5 ⋅ 10 ⋅ 5 = 25 𝐽 
Esta energia em joules pode ser convertida em caloria, onde: 
1 𝑐𝑎𝑙 − − − − − − 4,2 𝐽 
𝑥 𝑐𝑎𝑙 − − − − − − 25 𝐽 
𝑥 𝑐𝑎𝑙 = 5,9 𝑐𝑎𝑙 ≈ 6 𝑐𝑎𝑙 
Esta quantidade de Energia Mecânica pode se transformar em Energia Interna na colisão 
com o solo, causando um aumento na Energia Interna do gelo. 
Este incremento de Energia Interna pode derreter uma quantidade de gelo que pode ser 
calculada pela equação da Quantidade de Energia na Forma de Calor Latente: 
𝑄𝐿 = 𝑚 ⋅ 𝐿𝐹𝑢𝑠ã𝑜 
6 = 𝑚𝑑𝑒𝑟𝑟𝑒𝑡𝑖𝑑𝑜 ⋅ 80 
𝑚𝑑𝑒𝑟𝑟𝑒𝑡𝑖𝑑𝑜 = 0,075 𝑔 
Gabarito: “E” 
 
20. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um calorímetro de 
capacidade térmica desprezível contém 2 litros de água a 25°C. Adicionaram-se 350g 
de gelo a 0°C. Se o calor específico da água vale 1cal/g°C, o calor latente de fusão do 
gelo é 80cal/g e a massa específica da água vale 1kg/L, então a temperatura de 
equilíbrio da mistura no interior do calorímetro estará mais próxima de 
A) 3°C 
B) 6°C 
C) 9°C 
D) 13°C 
E) 16°C 
Comentários 
Como o calorímetro é ideal, podemos escrever para a mistura térmica: 
𝑄á𝑔𝑢𝑎1 + 𝑄𝑔𝑒𝑙𝑜 + 𝑄á𝑔𝑢𝑎2 = 0 
𝑚1 ⋅ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ⋅ ∆𝑇1 + 𝑚2 ⋅ 𝐿𝑓𝑢𝑠ã𝑜 + 𝑚2 ⋅ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ⋅ ∆𝑇2 = 0 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 134 
A água 1 é a água que já estava no calorímetro. A água 2 é a quantidade de gelo que 
derreteu. A água 1 cederá energia na forma de calor para o gelo que irá derreter, virando a água 
2, e esquentará até atingir a mesma temperatura de equilíbrio Teq que a água 1. 
Dados: m1=2000g cágua=1cal/g°C T1i=25°C T2i=0°C m2=350g 
Lfusão=80cal/g 
2000 ⋅ 1 ⋅ (𝑇𝑒𝑞 − 25) + 350 ⋅ 80 + 350 ⋅ 1 ⋅ (𝑇𝑒𝑞 − 0) = 0 
2000 ⋅ 𝑇𝑒𝑞 − 50000 + 28000 + 350 ⋅ 𝑇𝑒𝑞 = 0 
2350 ⋅ 𝑇𝑒𝑞 = 22000 
𝑇𝑒𝑞 =
22000
2350
= 9,36°𝐶 
Gabarito: “C” 
 
21. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Uma barra de 2kg de 
alumínio, a temperatura ambiente, deve ser completamente fundida para a 
conformação de uma peça para a montagem de um automóvel. A energia necessária 
para tal serviço vale 
Dados: cAl=0,22cal/g°C ; Tambiente=20°C ; Tfusão=660°C ; Lfusão=93cal/g. 
A) 186,0 cal 
B) 281,6 cal 
C) 467,6 cal 
D) 4676 cal 
E) 467,6 kcal 
Comentários 
O cálculo deve ser feito em duas etapas: a da quantidade de calor sensível para elevar a 
temperatura da barra até a temperatura de fusão e a da quantidade de calor latente para derreter 
toda barra. 
A quantidade de energia na forma de calor sensível suficiente para aquecer a barra vale: 
𝑄𝑠 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
Dados: m=2kg=2000g cAl=0,22cal/g°C Ti=20°C Tf=660°C 
𝑄𝑠 = 2000 ⋅ 0,22 ⋅ (660 − 20) = 281600 𝑐𝑎𝑙 = 281,6 𝑘𝑐𝑎𝑙 
A quantidade de energia na forma de calor latente suficiente para derreter a barra vale: 
𝑄𝐿 = 𝑚 ⋅ L 
Dados: m=2kg=2000g Lfusão=93cal/g 
𝑄𝐿 = 2000 ⋅ 93 = 186000 𝑐𝑎𝑙 = 186,0 𝑘𝑐𝑎𝑙 
Assim, a energia total fica: 
𝑄𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝑠 + 𝑄𝐿 = 281,6 + 186,0 = 467,6 𝑘𝑐𝑎𝑙 
Gabarito: “C” 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 135 
22. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) O gráfico abaixo 
apresenta informações sobre o aquecimento de 20g de uma substância desconhecida, 
inicialmente no estado líquido, que vaporiza completamente ao final do processo. 
 
O calor específico no estado líquido e o calor latente de vaporização dessa substância 
a) 3,0cal/g°C e 35cal/g 
b) 3,0cal/g°C e 50cal/g 
c) 0,3cal/g°C e 50cal/g 
d) 0,3cal/g°C e 35cal/g 
Comentários 
O Calor Específico no estado líquido pode ser calculado a partir da equação do Calor 
Sensível: 
𝑄𝑠 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
A partir do gráfico, a substância eleva sua temperatura de zero a 50°C, enquanto absorve 
300cal de energia na forma de Calor. 
Dados: Qs=300cal m=20g Ti=0°C Tf=50°C 
300 = 20 ⋅ 𝑐𝑙í𝑞 ⋅ (50 − 0) 
𝑐𝑙í𝑞 =
300
1000
= 0,3
𝑐𝑎𝑙
𝑔°𝐶
 
O Calor Latente de vaporização pode ser calculado a partir da equação do Calor Latente: 
𝑄𝐿 = 𝑚 ⋅ 𝐿 
A partir do gráfico, a substância absorve 700cal de energia na forma de Calor. 
Dados: QL=700cal m=20g 
700 = 20 ⋅ 𝐿𝑉𝑎𝑝 
𝐿𝑉𝑎𝑝 =
700
20
= 35
𝑐𝑎𝑙
𝑔
 
Gabarito: “D” 
 
 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 136 
23. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um sistema solar de 
aquecimento transfere energia na forma de calor e aquece 3000g de água de um 
reservatório. A temperatura média da substância sofreu uma elevação, que foi 
registrada no gráfico abaixo. 
 
Como o calor específico da água no estado líquido vale 1cal/g°C, a potência 
desenvolvida pelo sistema vale 
A) 4000cal/s 
B) 400cal/s 
C) 400cal/min 
D) 4000cal/min 
Comentários 
A quantidade de energia na forma de calor que foi fornecida para a água pode ser 
determinada pela equação do Calor Sensível: 
𝑄𝑠 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
A partir do gráfico, a substância eleva sua temperatura de 10°C para 50°C. 
Dados: cágua=1cal/g°C m=3000g Ti=10°C Tf=50°C 
𝑄𝑆 = 3000 ⋅ 1 ⋅ (50 − 10) 
𝑄𝑆 = 120000 𝑐𝑎𝑙 
A Potência é calculada pela razão da Energia pelo Tempo: 
𝑃 =
𝑄𝑠
𝑡
 
Dados: QS=120000cal t=30min 
𝑃 =
120000
30
= 4000
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑖𝑛
 
Gabarito: “D” 
 
 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 137 
24. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Em um calorímetro de 
capacidade térmica desprezível, são colocadas duas quantidades de água líquida, uma 
a temperatura de 74°C e outra a temperatura de 8°C. Se a massa da quantidade de água 
fria é três vezes maior que a de água quente, a temperatura de equilíbrio da mistura, 
em °C, é igual a 
A) 24,5°C 
B) 41,0°C 
C) 20,5°C 
D) 12,25°C 
Comentários 
Quando duas ou mais substâncias a temperaturas diferentes são postas em contato 
térmico, elas trocam energia na forma de calor entre si de forma que uma substância perde calor 
e a outra recebe calor até que entrem em equilíbrio térmico. 
Como a energia total do sistema é constante, a equação fundamental da calorimetria nos 
diz que a soma dos calores ganhos e cedidos pelas substâncias do sistema é nula. 
𝑄𝐹𝑜𝑟𝑛𝑒𝑐𝑖𝑑𝑜 + 𝑄𝐶𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 = 0 
A água é uma substância que apenas altera seu estado físico quando sua temperatura 
atinge 0°C ou 100°C para uma pressão de 1 atm sobre a amostra. Assim, de acordo com as 
informações dadas, as águas não alteraram seu estado físico durante as trocas de calor. 
Em situações em que a energia na forma de calor apenas altera a temperatura de uma 
substância, temos o calor sensível envolvido. Logo: 
(𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇)á𝑔𝑢𝑎 𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 + (𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇)á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟𝑖𝑎 = 0 
𝑚 ⋅ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ⋅ (𝑇𝑒𝑞 − 74) + 3𝑚 ⋅ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ⋅ (𝑇𝐸𝑞 − 8) = 0 
(𝑇𝑒𝑞 − 74) + 3 ⋅ (𝑇𝐸𝑞 − 8) = 0 
𝑇𝑒𝑞 − 74 + 3𝑇𝐸𝑞 − 24 = 0 
4𝑇𝐸𝑞 = 98 
𝑇𝐸𝑞 = 24,5°𝐶 
Gabarito: “A” 
 
25. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um corpo A recebeu uma 
quantidade Q de energia na forma de calor e sofreu uma variação de temperatura igual 
a 20°C, sem variar seu estado físico. Sabe-se queo corpo B tem metade da massa e o 
dobro do calor específico do corpo A. Ao receber a mesma quantidade Q de energia e 
sem sofrer mudança de estado físico, pode-se afirmar que este corpo sofreu uma 
variação de temperatura igual a 
a) 10°C 
b) 20°C 
c) 30°C 
d) 40°C 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 138 
e) 50°C 
Comentários 
A Quantidade de Calor Sensível recebida por um corpo resultando em sua variação de 
temperatura é dada pela relação abaixo: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
Como ambos corpos, A e B, receberam a mesma quantidade de energia, podemos 
escrever: 
𝑄𝐴 = 𝑄𝐵 
𝑚𝐴 ⋅ 𝑐𝐴 ⋅ ∆𝑇𝐴 = 𝑚𝐵 ⋅ 𝑐𝐵 ⋅ ∆𝑇𝐵 
Como mB=mA/2 e cB=2.cA, temos que 
𝑚𝐴 ⋅ 𝑐𝐴 ⋅ ∆𝑇𝐴 =
𝑚𝐴
2
⋅ 2 ⋅ 𝑐𝐴 ⋅ ∆𝑇𝐵 
∆𝑇𝐴 = ∆𝑇𝐵 
20°𝐶 = ∆𝑇𝐵 
Assim, a variação de temperatura do corpo B é a mesma variação sofrida pelo corpo A. 
Gabarito: “B” 
 
26. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A quantidade de energia 
na forma de Calor que, ao nível do mar, deve ser retirada de uma porção de 500g água 
a 0°C para que ela se solidifique completamente é igual à quantidade de energia que 
deve ser fornecida para aquecer esta mesma quantidade de água líquida de 0°C até 
uma temperatura de 
[Dados: cágua = 1cal/g°C, LFusão = 80cal/g.] 
A) 40°C 
B) 80°C 
C) 100°C 
D) 10°C 
E) 20°C 
Comentários 
Como a quantidade de energia na forma de Calor para congelar completamente a água 
que já está no ponto de fusão, deve ser igual à energia para aquecer esta água de 0°C até uma 
temperatura Tfinal, então podemos escrever: 
𝑄𝐿𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑄𝑆𝑒𝑛𝑠í𝑣𝑒𝑙 
𝑚 ⋅ 𝐿𝐹𝑢𝑠ã𝑜 = 𝑚 ⋅ 𝑐𝑙í𝑞 ⋅ ∆𝑇 
Como o Calor Latente de Fusão é igual, em módulo, ao Calor Latente de Solidificação e 
as massas de água são as mesmas, podemos cortar o “m” dos dois lados da equação e substituir 
os dados: 
LFusão=80cal/g cágua=1cal/g°C Tinicial=0°C Tfinal=? 
𝐿𝐹𝑢𝑠ã𝑜 = 𝑐𝑙í𝑞 ⋅ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 139 
80 = 1 ⋅ (𝑇𝑓 − 0) 
𝑇𝑓 = 80°𝐶 
Gabarito: “B”. 
 
27. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Num recipiente isolado, 
um bloco com 500g de alumínio, é misturado com outro bloco de 1kg de ferro. 
Inicialmente, o bloco de alumínio estava a 20°C e o de ferro a 60°C. Ao se atingir o 
equilíbrio térmico a 40°C, a razão entre os calores específicos do Ferro e do Alumínio 
vale 
a) 2 
b) 1/2 
c) 1/4 
d) 4 
e) 500 
Comentários 
Como os dois blocos estão num sistema isolado, a energia na forma de calor que saiu de 
um foi recebida pelo outro, conforme o Princípio de Conservação de Energia. 
Assim, podemos escrever que o somatório de todas as quantidades de calores trocados 
deve ser igual a zero: 
∑𝑄𝑛 = 0 
𝑄𝐴𝑙 + 𝑄𝐹𝑒 = 0 
Como as respectivas variações de temperaturas não causaram mudanças de estados 
físicos para ambos blocos, então podemos aplicar a equação do Calor Sensível: 
𝑄𝑆 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
Assim, temos: 
𝑚𝐴𝑙 ⋅ 𝑐𝐴𝑙 ⋅ Δ𝑇𝐴𝑙 + 𝑚𝐹𝑒 ⋅ 𝑐𝐹𝑒 ⋅ Δ𝑇𝐹𝑒 = 0 
500 ⋅ 𝑐𝐴𝑙 ⋅ (+20) + 1000 ⋅ 𝑐𝐹𝑒 ⋅ (−20) = 0 
𝑐𝐴𝑙 = 2 ⋅ 𝑐𝐹𝑒 
𝑐𝐴𝑙
𝑐𝐹𝑒
= 2 
𝑐𝐹𝑒
𝑐𝐴𝑙
=
1
2
 
Gabarito: “B” 
 
 
 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 140 
28. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A radiação solar incide 
sobre um painel de um aquecedor solar de 8m². Este sistema transfere energia para a 
água com rendimento de 0,4. O tempo necessário para que este sistema aqueça de 
20°C para 70°C toda a água de um reservatório com 2000 litros será 
Dados: Incidência solar = 600J/m²s ; dágua=1g/cm³ ; cágua=1cal/g°C ; 1cal=4J. 
A) de quase 50h. 
B) de quase 60h 
C) menos de 30h. 
D) mais de 60h. 
E) de quase 30h. 
Comentários 
O primeiro passo é calcular a quantidade de energia na forma de Calor necessária para 
aquecer toda a água do reservatório de 2000 litros, equivalente a 2000kg, de 20°C para 70°C. 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
Q = 2000000 ⋅ 1 ⋅ (70 − 20) = 1 ⋅ 108 𝑐𝑎𝑙 
Como 1cal se equivale a 4J, temos que a Energia fica: 
Q = 1 ⋅ 108 𝑐𝑎𝑙 = 4 ⋅ 108 𝐽 
Como o sistema tem um rendimento energético de apenas 0,4, o que significa que 
somente 40% da energia da incidência solar é transferida do sistema para a água, podemos 
escrever a seguinte relação: 
𝐸𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑣𝑖𝑑𝑎
𝑝𝑒𝑙𝑎 á𝑔𝑢𝑎
= 0,4 ⋅ 𝐸𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎çã𝑜
𝑝𝑎𝑖𝑛𝑒𝑙
 
4 ⋅ 108 = 0,4 ⋅ 𝐸𝑝𝑎𝑖𝑛𝑒𝑙 
𝐸𝑝𝑎𝑖𝑛𝑒𝑙 =
4 ⋅ 108
0,4
= 1 ⋅ 109 𝐽 
Para o sistema transferir 4.108J de energia para a água do reservatório, é necessário que 
o painel recebe uma energia total de 1.109J do Sol. 
Como o painel tem 8m² e a radiação do Sol tem intensidade de 600J/m²s, temos que o 
painel recebe uma energia a uma taxa de 4800J por segundo. 
Assim, temos que: 
4800 =
1 ⋅ 109
𝑡
 
𝑡 =
1 ⋅ 109
4800
= 208333,3 𝑠 = 3472,2 𝑚𝑖𝑛 = 57,87 ℎ 
Gabarito: “B” 
 
 
 
 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 141 
29. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A busca por geração de 
energia limpa vem crescendo no Brasil e no mundo nas últimas décadas. No Brasil, por 
exemplo, foram construídas as usinas nucleares Angra 1 e Angra 2, responsáveis por 
3% da energia consumida no país, com o objetivo de recorrer a um processo de 
geração de energia elétrica que não emita gases poluentes na atmosfera. 
Usinas nucleares utilizam urânio enriquecido para aquecer a água no interior do reator, 
transformá-la em vapor e movimentar as turbinas de um gerador elétrico, porém essa 
água precisa se resfriar em um condensador para seguir seu ciclo dentro do sistema 
secundário da usina. A água utilizada no sistema secundário é refrigerada por outro 
circuito de água oriunda de um rio, lago ou mar. A água utilizada na refrigeração do 
condensador, por sua vez, retorna com uma temperatura de 8 a 17°C mais quente 
causando uma elevação na temperatura da sua fonte. 
Considere que uma usina nuclear utiliza a água de um rio no seu sistema de 
refrigeração. A água do rio encontra-se, inicialmente, a uma temperatura de 26°C. A 
usina drena 76% dessa água para a refrigeração, que retorna à fonte com uma 
temperatura de 38°C. Admitindo que as massas de água misturadas pertençam a um 
sistema isolado, qual a variação de temperatura verificada na fonte após o retorno? 
A) 2,0°C 
B) 2,3°C 
C) 2,5°C 
D) 2,8°C 
E) 3,0°C 
Comentários 
Duas massas de água serão misturadas ao final do processo, de forma que 76% da água 
do rio que entrou no sistema ganhou energia e aumentou sua temperatura, enquanto que o 
restante, 24% da massa de água que foi usada na refrigeração, perdeu energia e reduziu sua 
temperatura. 
Pela lei da conservação de energia, temos que: 
𝑄76% + 𝑄24% = 0 
A equação utilizada para calcular a quantidade de energia recebida ou perdida nesse 
processo é a mesma para as duas quantidades, visto que elas apenas variam sua temperatura 
sem mudar de estado físico. Dessa forma: 
𝑄 = 𝑚 ∙ 𝑐 ∙ ∆𝑇 
𝑄76% = 0,76 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ ∆𝑇76% 
𝑄24% = 0,24 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ ∆𝑇24% 
Os 24% da massa total de água é igual a 0,24∙m, assim como 76% é equivalente a 0,76∙m. 
0,76 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ ∆𝑇76% + 0,24 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ ∆𝑇24% = 0 
0,76 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ (𝑇 − 26) + 0,24 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ (𝑇 − 38) = 0 
0,76 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 . 𝑇 − 19,7 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 + 0,24 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ∙ 𝑇 − 9,1 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 = 0 
Adicionando todos os termos semelhantes, temos: 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 142 
1 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 . 𝑇 − 28,8 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 = 0 
1 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 . 𝑇 = 28,8 ∙ 𝑚 ∙ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 
𝑇 = 28,8°𝐶 
A variação da temperatura da fonte foi de: 
∆𝑇 = 28,8°𝐶 − 26°𝐶 = 2,8°𝐶 
Gabarito: “D” 
 
30. (ESTRATÉGIA VESTIBULARES 2021/ Prof. Henrique Goulart) "Patos deslizavam sobre 
as águas congeladas dos lagos de São Joaquim, na serra catarinense, na manhã desta 
quarta-feira (15). A temperatura negativa, que chegou a -8°C nas estaçõesda Empresa 
de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural (Epagri), pintou de branco os campos 
cobertos pela geada e criou "pingentes" de gelo em árvores. 
— O frio foi intenso. Foi possível ver patos deslizando nos lagos. Não é como na 
Europa, onde é possível caminhar sobre o gelo. Mas, para um lago congelar dessa 
forma, necessita fazer frio — conta Marcelo Cruz de Liz, gerente da Estação 
Experimental da Epagri da cidade." 
Fonte: https://gauchazh.clicrbs.com.br/ambiente/noticia/2020/07/temperatura-
negativa-congela-lagos-e-atrai-visitantes-a-serra-catarinense-veja-imagens-
ckcnpoxnn002o01hl8n2tvpme.html 
A diminuição da temperatura durante o inverno causa diversas mudanças na 
agricultura e nos biomas dessas regiões mais afetadas pelo ar frio. O lago congelado 
na cidade de São Joaquim mostra uma das tantas propriedades anômalas da água, que 
faz com que o gelo se forme na parte superior do lago, pois 
A) há uma queda no volume da água quando sua temperatura reduz de 4°C para zero. 
B) há um aumento na massa da água quando sua temperatura reduz de 4°C para zero. 
C) há uma queda na massa da água quando sua temperatura reduz de 4°C para zero. 
D) há um aumento na densidade da água quando sua temperatura reduz de 4°C para 
zero. 
E) há uma queda na densidade da água quando sua temperatura reduz de 4°C para 
zero. 
Comentários 
A água apresenta diversas anomalias, dentre elas está a diminuição na sua densidade 
quando resfriada de 4°C a 0°C, ilustrado no gráfico abaixo. 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 143 
 
Fonte: Compreendendo a Física, Vol.2. Alberto Gaspar 
Quando a água do lago resfria nessa faixa de temperatura e se torna menos densa que o 
restante da água líquida, essa massa de água ascende e congela, se tornando um ótimo isolante 
térmico e mantendo a temperatura do lago maior que a exterior. 
Como a água mais densa se acumula ao fundo do lago, devido à convecção, lagos tendem 
a congelar pela superfície, formando uma camada de gelo superficial e mantendo água líquida a 
4°C abaixo desta camada. 
Gabarito: “E” 
 
31. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Garrafas térmicas são 
recipientes que tem a função de manter a temperatura do líquido em seu interior com 
o mínimo de troca de energia térmica para o ambiente, seja por condução, convecção 
ou irradiação. Garrafas térmicas comuns apresentam uma capacidade térmica por 
volta de 𝟐𝟎 𝒄𝒂𝒍/°𝑪. 
Uma pessoa adicionou 140g de água a uma temperatura de 65°C a uma garrafa térmica 
comum, à temperatura ambiente de 25°C. Contudo, depois de um determinado intervalo 
de tempo, relembrou que a água entraria em equilíbrio térmico com a garrafa 
diminuindo sua temperatura. Após o esse tempo e com a finalidade de atingir um 
equilíbrio térmico final de 65°C, foi adicionada uma nova massa de 50g de água a uma 
temperatura inicial de: 
OBS: desconsidere as trocas de energia na forma de calor do conteúdo da garrafa e o 
ambiente e assuma o calor específico da água igual a 1cal/g°C. 
A) 70°C 
B) 73°C 
C) 77°C 
D) 79°C 
E) 81°C. 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 144 
Comentários 
A energia térmica recebida pela garrafa é igual a energia térmica cedida pela água: 
𝑄𝑔𝑎𝑟𝑟𝑎𝑓𝑎 + 𝑄á𝑔𝑢𝑎 = 0 
Para calcular a energia recebida pela garrafa térmica, podemos utilizar o conceito de 
capacidade térmica: 
𝑄 = 𝐶 ⋅ ∆𝑇 
Para calcular a energia cedida pela água, devemos nos recordar da equação do calor 
sensível: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
Assim: 
𝐶 ⋅ ∆𝑇𝑔𝑎𝑟𝑟𝑎𝑓𝑎 + 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇á𝑔𝑢𝑎 = 0 
Substituindo os valores, encontramos a temperatura de equilíbrio do sistema: 
20 ⋅ (𝑇1 − 25) + 140 ⋅ 1 ⋅ (𝑇1 − 65) = 0 
20 ⋅ 𝑇1 − 500 + 140 ⋅ 𝑇1 − 9100 = 0 
160 ⋅ 𝑇1 = 9600 
𝑇1 = 60°𝐶 
Quando a pessoa percebe que a água resfriou, ela decide adicionar 50g de água para 
atingir a temperatura de equilíbrio desejada de 65°C. Devemos levar em consideração, 
novamente, as energias recebidas pela garrafa térmica e pela água, já que estavam no 
recipiente. 
Assim, podemos escrever: 
𝑄𝑔𝑎𝑟𝑟𝑎𝑓𝑎 + 𝑄á𝑔𝑢𝑎 𝑎𝑛𝑡𝑖𝑔𝑎 + 𝑄á𝑔𝑢𝑎 𝑛𝑜𝑣𝑎 = 0 
𝐶 ⋅ ∆𝑇𝑔𝑎𝑟𝑟𝑎𝑓𝑎 + 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇á𝑔𝑢𝑎 𝑎𝑛𝑡𝑖𝑔𝑎 + 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇á𝑔𝑢𝑎 𝑛𝑜𝑣𝑎 = 0 
A temperatura inicial da garrafa e da água “antiga” é, agora, de 60°C e a temperatura de 
equilíbrio é 65°C, então: 
20 ⋅ (65 − 60) + 140 ⋅ 1 ⋅ (65 − 60) + 50 ⋅ 1 ⋅ (65 − 𝑇) = 0 
100 + 700 + 3250 − 50 ⋅ 𝑇 = 0 
50 ⋅ 𝑇 = 4050 
𝑇 = 81°𝐶 
Portanto, a nova massa de 50g de água deve ser adicionada a 81°C para que o sistema 
entre em equilíbrio térmico a 65°C. 
Gabarito: “E” 
 
32. (ESTRATEGIA VESTIBULARES 2021 - Prof. Henrique Goulart) No canal do Youtube 
chamado Manual do Mundo, Iberê Thenório realiza diversos experimentos e mostra na 
prática uma forma interessante de se aprender ciência. Em um de seus vídeos, o dono 
do canal fez três medidas da temperatura de ebulição da água em três locais diferentes, 
sempre levando em consideração as possíveis margens de erro nas medições, 
utilizando a mesma massa de água à mesma temperatura inicial e o mesmo maçarico. 
Em São Paulo, a 725m de altitude, a água atinge uma temperatura de ebulição de 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 145 
97,9°C. Ao nível do mar a água atinge 99,8°C e no topo de uma montanha, a 1900m de 
altitude, atinge uma temperatura de 94,1°C. 
Conhecendo a influência da pressão atmosférica na temperatura de ebulição da água, 
é correto afirmar que 
A) Ao nível do mar, a água tem maior ponto de ebulição, pois a temperatura de ebulição 
tende a aumentar com o aumento da pressão atmosférica. 
B) No topo da montanha, a quantidade de energia necessária para fazer a água ebulir 
é maior que em São Paulo. 
C) A pressão atmosférica em São Paulo é maior que a pressão atmosférica a nível do 
mar, por isso a temperatura de ebulição é maior. 
D) No topo da montanha a água aquece mais rápido que ao nível do mar, por isso a 
temperatura de ebulição é menor. 
E) O peso da coluna de ar é menor em São Paulo do que no topo da montanha, por isso 
a temperatura de ebulição em São Paulo é maior que no topo da Montanha. 
Comentários 
Quanto menor a altitude, maior a pressão atmosférica e maior a temperatura necessária 
para a água entrar em ebulição. 
Se em todas as medições a quantidade de água foi a mesma, quer dizer que, pela 
equação do calor sensível, a quantidade de energia recebida pela água para atingir o ponto de 
ebulição é diretamente proporcional à sua variação de temperatura. 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
𝑄 ∝ ∆𝑇 
Assim, a água recebe energia na mesma taxa em qualquer uma das três situações e 
recebe menos energia quando tem uma variação de temperatura menor. Assim, a quantidade 
de energia envolvida no processo não dependerá somente da pressão atmosférica e da 
altitude, mas, também de outros fatores. 
Gabarito: “A” 
 
33. (ESTRATEGIA VESTIBULARES 2021 - Prof. Henrique Goulart) Um recipiente de 
capacidade térmica desprezível contém 150g de água que tem sua temperatura elevada 
em 20°C recebendo energia na forma de calor a uma taxa de 100J/s. Essa massa de 
água teve sua temperatura elevada num intervalo mínimo de 
Use 𝒄á𝒈𝒖𝒂= 4kJ/(kg.°C) 
A) 0,2 s 
B) 12 s 
C) 30 s 
D) 1 min 
E) 2 min 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 146 
Comentários 
A equação que calcula quantidade de energia recebida pela massa de água para variar 
sua temperatura é: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
Utilizando a massa em kg para estar condizente com as unidades das outras grandezas, 
temos: 
𝑄 = 0,15 𝑘𝑔 ⋅ 4
𝑘𝐽
𝑘𝑔 ⋅ °𝐶
⋅ 20°𝐶 
𝑄 = 12 𝑘𝐽 = 12.000 𝐽 
Se a água recebe essa energia a uma taxa de 100J/s, basta realizar uma regra de três 
para determinarmos o tempo que levou para variar sua temperatura em 20°C. 
 100 𝐽 − − − 1𝑠 
 12000𝐽 − − − 𝑋 
100 ⋅ 𝑋 = 12.000 
𝑋 = 120𝑠 = 2 𝑚𝑖𝑛 
Gabarito: “E” 
 
34. (ESTRATEGIAVESTIBULARES 2021 - Prof. Henrique Goulart) "A locomotiva a vapor 
possui um motor que é composto por três partes principais: a caldeira (que produz o 
vapor), a máquina térmica (que transforma a energia liberada pelo vapor em energia 
mecânica) e a carroçaria (o que efetivamente carrega todo o resto). Além disso, existe 
uma quarta parte denominada "tênder", que é onde ficam armazenados água e 
combustível. 
De forma simples, o combustível é queimado na fornalha, o calor da queima passa para 
a caldeira onde está a água; ao ser fervida, gera vapor, que quando acumulado no 
Domo, cria uma pressão. Essa pressão é liberada e com sua força é capaz de 
movimentar os cilindros, fazendo a máquina andar." 
Fonte: https://amantesdaferrovia.com.br/blog/maria-fumaca-um-passeio-de-volta-ao-
passado 
Considere que 10kg de carvão de calor específico igual a 0,24 cal/(g°C) são postos na 
fornalha de uma locomotiva a uma temperatura inicial de 20°C. A energia recebida pelo 
carvão para aquecer até uma temperatura T é igual à energia necessária para fazer 
1000g de água a 100°C ebulirem completamente. Considere que o calor latente de 
vaporização da água é 540cal/g, a temperatura T corresponde a: 
A) 200°C 
B) 225°C 
C) 245°C 
D) 250C 
E) 265°C 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 147 
Comentários 
A quantidade de energia ganha recebida pelo carvão ao aumentar sua temperatura de 
20°C até uma temperatura T é igual à energia necessária para ebulir 1000g de água a 100°C. 
𝑄𝐶𝑎𝑟𝑣ã𝑜 = 𝑄Á𝑔𝑢𝑎 
Como o carvão sofre uma variação de temperatura, a equação que deve ser utilizada é: 
𝑄𝐶 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
A água, que apenas mudará seu estado físico, também deverá receber energia que 
pode ser calculada por: 
𝑄Á𝑔𝑢𝑎 = 𝑚𝐴 ⋅ 𝐿𝑉𝑎𝑝 
Com a informação da massa do carvão de 10kg = 10000g, temos: 
𝑚𝐶 ⋅ 𝑐𝐶 ⋅ ∆𝑇 = 𝑚𝐴 ⋅ 𝐿𝑣𝑎𝑝 
10000 ⋅ 0,24 ⋅ (𝑇 − 20) = 1000 ⋅ 540 
2400 ⋅ (𝑇 − 20) = 540000 
𝑇 − 20 =
540000
2400
 
𝑇 = 225 + 20 = 245 °𝐶 
Gabarito: “C” 
 
35. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Energia na forma de calor 
é fornecida para 500g de água, inicialmente a -40°C, no estado sólido, até que vire vapor 
aquecido a 140°C. O gráfico abaixo apresenta algumas informações sobre esse 
processo. 
 
A energia total necessária para realizar esse processo foi de 
Dados: cgelo=2J/g°C ; Lfusão=330cal/g ; cágua=4J/g°C ; Lvap=540cal/g ; cvapor=0,5cal/g°C ; 
dágua=1g/cm³ ; 1cal=4J. 
A) 175kcal 
B) 225kcal 
C) 505kcal 
D) 495kcal 
E) 715kcal 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 148 
Comentários 
A água, inicialmente no estado sólido, ao receber energia na forma de calor, eleva sua 
temperatura até o ponto de fusão, a 0°C. Neste ponto, ao receber energia, a água passa para o 
estado sólido para líquido, ainda a 0°C. Depois que todo gelo se liquefez, a porção de água 
líquida, ao receber energia, eleva sua temperatura até seu ponto de vaporização, a 100°C. Neste 
ponto, ao receber energia, a água vaporiza. Quando toda água líquida virou vapor de água, a 
100°C, esta porção de vapor, ao receber mais energia, pode elevar sua temperatura acima dos 
100°C até sua temperatura final 
Assim, os cálculos devem ser feitos por etapas: 1) Aquecimento do gelo, 2) Fusão, 3) 
Aquecimento da água, 4) Vaporização e 5) Aquecimento do vapor. 
1) Aquecimento do gelo: 
𝑄𝑆 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
𝑄1 = 𝑚 ⋅ 𝑐𝑔𝑒𝑙𝑜 ⋅ (𝑇𝑓𝑢𝑠ã𝑜 − 𝑇𝑖) 
Dados: m=500g cgelo=2J/g°C=0,5cal/g°C Ti=-40°C Tfus=0°C 
𝑄1 = 500 ⋅ 0,5 ⋅ (0 − (−40)) = 10000𝑐𝑎𝑙 = 10𝑘𝑐𝑎𝑙 
2) Fusão - derretimento do gelo: 
𝑄𝐿 = 𝑚 ⋅ 𝐿 
𝑄2 = 𝑚 ⋅ 𝐿𝑓𝑢𝑠ã𝑜 
Dados: m=500g Lfusão=330cal/g 
𝑄2 = 500 ⋅ 330 = 165000𝑐𝑎𝑙 = 165𝑘𝑐𝑎𝑙 
3) Aquecimento da água: 
𝑄𝑆 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
𝑄3 = 𝑚 ⋅ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ⋅ (𝑇𝑣𝑎𝑝 − 𝑇𝑖) 
Dados: m=500g cágua=4J/g°C=1cal/g°C Ti=0°C Tvap=100°C 
𝑄3 = 500 ⋅ 1 ⋅ (100 − 0) = 50000𝑐𝑎𝑙 = 50𝑘𝑐𝑎𝑙 
4) Vaporização da água: 
𝑄𝐿 = 𝑚 ⋅ 𝐿 
𝑄4 = 𝑚 ⋅ 𝐿𝑣𝑎𝑝 
Dados: m=500g Lvap=540cal/g 
𝑄4 = 500 ⋅ 540 = 270000𝑐𝑎𝑙 = 270𝑘𝑐𝑎𝑙 
5) Aquecimento do vapor: 
𝑄𝑆 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
𝑄5 = 𝑚 ⋅ 𝑐𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 ⋅ (𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑇𝑣𝑎𝑝) 
Dados: m=500g cvapor=2J/g°C=0,5cal/g°C Ti=100°C Tfinal=140°C 
𝑄5 = 500 ⋅ 0,5 ⋅ (140 − 100) = 10000𝑐𝑎𝑙 = 10𝑘𝑐𝑎𝑙 
A Energia total fica: 
𝑄𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 + 𝑄4 + 𝑄5 
𝑄𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 10 + 165 + 50 + 270 + 10 = 505𝑘𝑐𝑎𝑙 
Gabarito: “C” 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 149 
36. (ESTRATEGIA VESTIBULARES 2021 - Prof. Henrique Goulart) Ao aquecer uma 
superfície metálica quadrada e variar sua temperatura em 16°C, percebe-se que seu 
perímetro aumentou 10%. Com uma tabela que relaciona o metal e suas propriedades 
de dilatação, é possível determinar de qual metal a superfície é composta. Para tanto, 
é necessário descobrir seu coeficiente de dilatação superficial e comparar os valores 
na tabela. O valor a ser pesquisado na tabela deve ser o de 
A) 𝟏, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎−𝟒 °𝑪−𝟏 
B 𝟏, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎−𝟑 °𝑪−𝟏 
C) 𝟏, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎−𝟐 °𝑪−𝟏 
D) 𝟔, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎−𝟒 °𝑪−𝟏 
E) 𝟔, 𝟐𝟓 ⋅ 𝟏𝟎−𝟑 °𝑪−𝟏 
Comentários 
A superfície é quadrada e isso indica que todos os lados medem o mesmo comprimento. 
𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑎𝑛𝑡𝑖𝑔𝑜 = 𝐿 + 𝐿 + 𝐿 + 𝐿 = 4𝐿 
𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑛𝑜𝑣𝑜 = 𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑎𝑛𝑡𝑖𝑔𝑜 + 10% 𝑑𝑒 𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑎𝑛𝑡𝑖𝑔𝑜 
𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑛𝑜𝑣𝑜 = 𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑎𝑛𝑡𝑖𝑔𝑜 + 0,1 ⋅ 𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑎𝑛𝑡𝑖𝑔𝑜 = 1,1 ⋅ 𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑎𝑛𝑡𝑖𝑔𝑜 
𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑛𝑜𝑣𝑜 = 1,1 ⋅ (𝐿 + 𝐿 + 𝐿 + 𝐿) 
𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑛𝑜𝑣𝑜 = 1,1𝐿 + 1,1𝐿 + 1,1𝐿 + 1,1𝐿 = 4,4𝐿 
Assim, se o perímetro, que é correspondente à soma dos comprimentos de todos os 
lados, aumentou 10%, cada lado também teve seu comprimento aumentado em 10%. 
∆𝐿 = 10% 𝑑𝑒 𝐿 = 0,1𝐿 
Com a informação do aumento de comprimento, podemos utilizar a equação da 
Dilatação Linear que nos fornecerá o Coeficiente de Dilatação Linear. Sendo L o comprimento 
inicial, tem-se: 
∆𝐿 = 𝐿0 ⋅ 𝛼 ⋅ ∆𝑇 
0,1𝐿 = 𝐿 ⋅ 𝛼 ⋅ 16 
𝛼 =
0,1
16
= 0,00625 = 6,25 ⋅ 10−3 °𝐶−1 
O Coeficiente de Dilatação Superficial é o dobro do Coeficiente de Dilatação Linear, 
portanto: 
𝛽 = 2 ⋅ 6,25 ⋅ 10−3 
𝛽 = 0,0125 = 1,25 ⋅ 10−2 °𝐶−1 
Gabarito: “C” 
 
37. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Durante uma aula 
experimental, um professor necessita de água a 30°C para uma atividade. Entretanto, 
ele apenas dispõe de água à temperatura ambiente de 20°C. O professor decide 
aquecer, durante meio minuto, 400ml de água utilizando um ebulidor de 1000W de 
potência em um calorímetro ideal. Contudo, como a eficiência do ebulidor é de 80%, a 
temperatura atingida foi maior do que a necessária para a atividade. 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 150 
O professor, então, decide adicionar gelo a 0°C na água, de modo a obter a água na 
temperatura desejada. A densidade da água é de 1g/ml, seu calor específico é de 
1cal/g°C e seu calor latente de fusão 80cal/g. Considere que 1cal = 4J. 
Qual, aproximadamente, a massa de gelo que deve ser adicionada à água para que a 
temperatura final corresponda aos 30 °C? 
A) 18 g. 
B) 25 g. 
C) 32 g. 
D) 43 g. 
E) 67 g. 
Comentários 
Primeiro é necessário calcular a potência útil do ebulidor. 
𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 𝜂 ∙ 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 
𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 0,8 ∙ 1000 
𝑃ú𝑡𝑖𝑙 = 800 𝑊 
Em seguida, calculamos a quantidade de calor fornecida pelo ebulidor durante os 30 s de 
aquecimento. 
𝑄 = 𝑃ú𝑡𝑖𝑙 ∙ ∆𝑡 
𝑄 = 800 ∙ 30 
𝑄 = 24000 𝐽 
Convertemos o valor em calorias. 
𝑄 =
24000 𝐽
4
 
𝑄 = 6000 𝑐𝑎𝑙 
Calculamos a temperatura final da água após o aquecimento efetuado pelo ebulidor. Note 
que a massa de água corresponde a 400 g. 
𝑄 = 𝑚𝑐∆𝑇 
6000 = 400 ∙ 1 ∙ (𝑇 − 20) 
6000
400= 𝑇 − 20 
15 = 𝑇 − 20 
𝑇 = 15 + 20 
𝑇 = 35 °𝐶 
Em seguida efetuamos a equação geral da calorimetria, levando em conta que o gelo 
sofre fusão e a água vinda do gelo aquece até atingir 30 °C. 
𝑄𝑓𝑢𝑠ã𝑜 + 𝑄𝑎𝑞𝑢𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 á𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑜 𝑔𝑒𝑙𝑜 + 𝑄𝑟𝑒𝑠𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 á𝑔𝑢𝑎 = 0 
𝑚𝑔𝑒𝑙𝑜𝐿 + 𝑚𝑔𝑒𝑙𝑜𝑐∆𝑇𝑔𝑒𝑙𝑜 + 𝑚á𝑔𝑢𝑎𝑐∆𝑇á𝑔𝑢𝑎 = 0 
𝑚𝑔𝑒𝑙𝑜(𝐿 + 𝑐∆𝑇𝑔𝑒𝑙𝑜) + 𝑚á𝑔𝑢𝑎𝑐∆𝑇á𝑔𝑢𝑎 = 0 
𝑚𝑔𝑒𝑙𝑜(80 + 1 ∙ (30 − 0)) + 400 ∙ 1 ∙ (30 − 35) = 0 
𝑚𝑔𝑒𝑙𝑜(110) − 2000 = 0 
110𝑚𝑔𝑒𝑙𝑜 = 2000 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 151 
𝑚𝑔𝑒𝑙𝑜 =
2000
110
 
𝑚𝑔𝑒𝑙𝑜 ≅ 18,2 𝑔 
Gabarito: “A” 
 
38. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A intensidade média de 
energia solar devido à insolação em um local onde será instalada uma mini usina 
termoelétrica é de 240W/m². Para iniciar seu ciclo de funcionamento e geração de 
energia elétrica, o sistema de concentradores solares, que se encontra em uma altitude 
de 4100m acima do nível do mar e tem área total de 1000m², precisa vaporizar 1ton de 
água inicialmente a 20°C. 
O gráfico 1 mostra a variação da pressão atmosférica em função da altitude e o gráfico 
2 a relação entre a pressão atmosférica e a temperatura de ebulição da água. 
 
Dados: cágua=4J/g°C ; Lvap=540cal/g ; dágua=1g/cm³ ; 1cal=4J. 
Pode-se afirmar que o tempo mínimo necessário para que o primeiro ciclo se inicie 
deve ser de 
A) 1h e 8min 
B) 10h e 8min 
C) 10h e 48min 
D) 2h e 48min 
E) 2h e 8min 
Comentários 
A energia necessária para aquecer 1ton de água, inicialmente a 20°C até a temperatura 
de ebulição e, após, vaporizar toda a água, pode ser obtida pelas relações abaixo: 
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝑠𝑒𝑛𝑠í𝑣𝑒𝑙 + 𝑄𝑙𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 + 𝑚 ⋅ 𝐿𝑣𝑎𝑝 
Dados: mágua=1ton=1000kg=1000000g=106g 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 152 
 cágua=4J/g°C Lvap=540cal/g=2160J/g Tinicial=20°C 
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 10
6 ⋅ 4 ⋅ (𝑇𝑒𝑏𝑢𝑙𝑖çã𝑜 − 20) + 10
6 ⋅ 2160 
Para finalizar cálculo, precisamos conferir a temperatura de ebulição, a partir dos gráficos. 
Para a altitude de 4100m, temos que a pressão atmosférica será cerca de 0,6atm, 
conforme o Gráfico 1. Com este valor, podemos consultar no Gráfico 2 que a temperatura de 
ebulição da água será de 87°C. 
Assim, temos: 
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 10
6 ⋅ 4 ⋅ (87 − 20) + 106 ⋅ 2160 
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 268 ⋅ 10
6 + 2160 ⋅ 106 
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 2428 ⋅ 10
6 ≅ 2,4 ⋅ 109 𝐽 
Com uma incidência solar de 240W/m² e uma área de captação dos painéis igual a 
1000m², a potência média de captação de energia fica: 
𝐼 =
𝑃
𝐴
 
240 =
𝑃
1000
 
𝑃 = 240000 = 2,4 ⋅ 105 𝑊 
Com esta potência, podemos calcular o tempo necessário para a captação da energia 
equivalente à quantidade de calor total para aquecer e vaporizar a água. 
𝑃 =
𝐸
𝑡
 
𝑃 =
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
∆𝑡
 
∆𝑡 =
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑃
=
2,4 ⋅ 109
2,4 ⋅ 105
 
∆𝑡 = 1 ⋅ 104 = 10000 𝑠 
∆𝑡 =
10000
3600
≅ 2,8 ℎ = 2ℎ 𝑒 48𝑚𝑖𝑛 
Gabarito: “D” 
 
39. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/ Prof. Lucas Costa) Em um mesmo ano, a 
Alemanha atingiu 𝟒𝟐, 𝟔 ℃ no dia 25 de julho, e −𝟏𝟖 ℃, em 22 de janeiro. As ondas de 
frio e de calor parecem que são opostas e uma novidade, mas sempre existiram no 
planeta e são resultado de fenômenos parecidos. O que muda com o aquecimento 
global é a intensidade e a frequência. 
Um estudo publicado nesta segunda-feira (19) pela "Nature Climate Change", liderado 
por cientistas da Universidade Humboldt de Berlim, usou análise estatística para 
prever um cenário 2°C acima da temperatura média registrada nos anos pré-industriais. 
Teremos mais calor, mais seca e mais chuvas...” 
 https://g1.globo.com/natureza/noticia/2019/08/19/aquecimento-global-causara-ondas-
de-calor-ainda-mais-intensas-do-que-as-vistas-neste-verao-europeu-diz-estudo.ghtml 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 153 
O calor que seria liberado caso 100 g de um material sólido com uma temperatura 
inicial igual a temperatura marcada no dia 22 de janeiro na Alemanha fosse aquecida 
até líquido com a temperatura marcada no dia 25 de julho na Alemanha é próxima de 
Dados: O calor específico da substância citada é de 5,0 cal/g °F quando líquida, e 2,0 
cal/g °F quando sólida, seu ponto de fusão é de 0°C nas condições do problema e o 
seu calor latente de fusão é de 90 cal/g. 
A) 𝟔, 𝟎 𝒌𝒄𝒂𝒍 
B) 𝟑, 𝟎 𝒌𝒄𝒂𝒍 
C) 𝟓, 𝟏 𝒌𝒄𝒂𝒍 
D) 𝟏𝟑 𝒌𝒄𝒂𝒍 
E) 𝟓𝟒 𝒌𝒄𝒂𝒍 
Comentários 
Temos um aquecimento do sólido de -18°C para 0°C e, após isso, o processo mudança 
de estado físico do sólido para o líquido a 0°C. Após esse processo, teremos o aquecimento do 
líquido de uma temperatura inicial de 0°C para uma temperatura final de 42,6°C. Dessa forma, o 
calor absorvido corresponde a: 
𝑄 = 𝑄𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 + 𝑄𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜→𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 + 𝑄𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 ⋅ Δ𝑇 + 𝑚 ⋅ 𝐿𝑓𝑢𝑠ã𝑜 + 𝑚 ⋅ 𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 ⋅ Δ𝑇 
A variação de temperatura é dada em fahrenheit e, por isso, é necessário calcular a 
variação da temperatura em fahrenheit: 
Δ𝑇𝐹
9
=
Δ𝑇𝐶
5
 
Com isso: 
Δ𝑇𝐹1
9
=
0 − (−18)
5
⇒ Δ𝑇𝐹1 = 32,4 °𝐹 
Δ𝑇𝐹2
9
=
42,6 − 0
5
⇒ Δ𝑇𝐹2 = 76,68 °𝐹 
Substituindo os valores dados no enunciado: 
𝑄 = 100 ⋅ 2 ⋅ 32,4 + 100 ⋅ 90 + 100 ⋅ 5 ⋅ 76,68 
𝑄 = 100 ⋅ 64,8 + 100 ⋅ 90 + 100 ⋅ 383,4 
𝑄 = 6480 + 9000 + 383400 = 53820 𝑐𝑎𝑙 
Portanto, há uma absorção de 53820 cal para a realização do processo. 
Gabarito: “E” 
 
40. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/ Prof. Henrique Goulart) O aumento do preço dos 
combustíveis causou uma disseminação de notícias de automóveis movidos a água. 
Os autodeclarados “inventores” dizem que conseguem facilmente converter qualquer 
veículo que funcione a álcool ou gasolina num veículo que utiliza água como 
combustível, conseguindo uma economia de mais de 30% comparado com veículos a 
gasolina. Um desses “gênios” afirmou que com seu sistema adaptado para veículos é 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 154 
possível percorrer incríveis 1000km com apenas 1 litro de água, enquanto percorrem 
somente cerca de 15km com um litro de gasolina. 
Na verdade, o combustível utilizado para o funcionamento de motores com esses “kits 
mágicos” é o Hidrogênio, produzido a partir de processos de Eletrólise com a água. 
A utilização do Hidrogênio como fonte de energia para motores não é nenhuma 
novidade e já é conhecido e usado há décadas, fazendo desses “kits mágicos” mera 
empulhação. 
Sabe-se que com um litro de água se pode produzir, a partir de um processo de 
eletrólise completa, cerca de 110g de Hidrogênio, que tem poder calorífico de 
28700cal/g. Um litro de gasolina, que tem densidade igual a 75% da densidade da água, 
tem poder calorífico de 9600cal/g. 
As energias liberadas pelas combustões completas do Hidrogênio produzido a partir 
de 1 litro de água e de 1 litro de gasolina seriam suficientes para aquecer de 0°C a 
100°C volumes de água que valem, respectivamente 
[Dados: Calor Específico da água igual 1cal/g°C.] 
[Densidade da água igual 1g /cm³] 
a) 31570 e 72000 litros. 
b) 31570 e 72000 gramas. 
c) 31,6 e 72,0 litros. 
d) 31,6 e 72,0 gramas. 
e) 31,6 e 72,0 centímetros cúbicos. 
Comentários 
Como o Hidrogênio tem poder calorífico de 28700cal/g, podemos calcular a quantidade 
de energia liberada na queima completa dos 110g de Hidrogênio obtido a partir de 1L de água: 
1g --------------------28700cal 
110g -------------------X cal 
1.X = 28700.110 
X = 3157000 cal = 3157 kcal 
A quantidade de água que se pode aquecer de zero a 100°C pode ser calculada com a 
equação da Quantidade de Calor Sensível: 
𝑄𝑆 = 𝑚 ⋅ 𝑐Á𝑔𝑢𝑎 ⋅ ∆𝑇 
3157000 = 𝑚 ⋅ 1 ⋅ (100 − 0) 
𝑚 =
3157000
100
= 31570 𝑔 
Para o cálculo da gasolina, precisamos calcular a massa de gasolina contida em 1L de 
combustível. Como adensidade da gasolina é de 75% da densidade da água, então a gasolina 
tem densidade igual a 0,75 g/cm³. 
Dados: Vgasol= 1 L = 10³ cm³ 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 155 
𝑑 =
𝑚
𝑉
 
𝑚 = 𝑑 ⋅ 𝑉 = 0,75 ⋅ 103 = 750𝑔 
A energia obtida a partir da queima completa dessa massa de gasolina fica: 
1g --------------------9600cal 
750g -------------------X cal 
1.X = 9600.750 
X = 7200000 cal = 7200 kcal 
A quantidade de água que se pode aquecer de zero a 100°C pode ser calculada com a 
equação da Quantidade de Calor Sensível: 
𝑄𝑆 = 𝑚 ⋅ 𝑐Á𝑔𝑢𝑎 ⋅ ∆𝑇 
7200000 = 𝑚 ⋅ 1 ⋅ (100 − 0) 
𝑚 =
7200000
100
= 72000 𝑔 
Portanto, a queima do Hidrogênio libera energia suficiente para aquecer 31570g de água 
de zero a 100°C, que é cerca de 31,6kg. Como a água tem densidade igual a 1g/cm³, 31,6kg de 
água equivalem a 31,6 litros. Já a queima de 1 L de gasolina possibilita o aquecimento de 72L 
de água. 
Gabarito: “C”. 
 
41. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) A energia necessária para 
aquecer um cubo de gelo de 2kg de -10°C a 0°C é igual à energia dissipada pela ação 
da força de atrito sobre um carro de 2 toneladas que se move com uma velocidade V e 
derrapa até reduzir sua velocidade para 5 m/s. Sabendo que o calor específico do gelo 
é 𝟎, 𝟓 𝒄𝒂𝒍/𝒈°𝑪 e que 𝟏 𝒄𝒂𝒍 equivale a 𝟒, 𝟐 𝑱, a velocidade V que o corpo se move 
inicialmente está entre 
A) 5m/s e 6m/s. 
B) 6m/s e 7m/s. 
C) 7m/s e 8m/s. 
D) 8m/s e 9m/s. 
E) 9m/s e 10m/s. 
Comentários 
A energia cedida ao gelo para aumentar sua temperatura é dada pela equação: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ Δ𝑇 
Como o calor específico está indicado com a unidade cal/g°C, então devemos utilizar a 
massa de 2kg em gramas, que se equivale a 2000g. 
𝑄 = 2000 ⋅ 0,5 ⋅ [0 − (−10)] = 10000 𝑐𝑎𝑙 
Quando se trata de energia, a unidade no SI é dada em joules. Para isso, utilizamos uma 
simples regra de três estabelecendo a relação de calorias e joules: 
1 𝑐𝑎𝑙 – 4,2 𝐽 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 156 
10000 𝑐𝑎𝑙 − 𝑥 
Como 10000 𝑐𝑎𝑙 = 42000 𝐽, então podemos determinar que essa energia é igual à energia 
dissipada pelo Trabalho da Força de Atrito durante a derrapagem do carro. 
𝑊𝐹𝑎𝑡 = −42000 𝐽 
O Teorema Trabalho-Energia nos informa a relação entre a Variação de Energia Cinética 
do veículo e o Trabalho realizado sobre ele. 
Δ𝐸𝑐 = 𝑊𝐹𝑎𝑡 
𝑚 ⋅ 𝑣𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 ²
2
−
𝑚 ⋅ 𝑉2
2
= 𝑊𝐹𝑎𝑡 
Uma massa de 2 toneladas = 2000 kg. Substituindo os valores na equação, obtemos: 
2000 ⋅ 5²
2
−
2000 ⋅ 𝑉2
2
= −42000 
25000 − 1000 ⋅ 𝑉2 = −42000 
−1000 ⋅ 𝑉2 = −67000 
𝑉2 = 67 
𝑉 = √67 ≅ 8,2 𝑚/𝑠 
A velocidade inicial V está entre 8 m/s e 9m/s. 
Gabarito: “D” 
 
42. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) "O clima do Brasil é 
diversificado em consequência de fatores variados, como a fisionomia geográfica, a 
extensão territorial, o relevo e a dinâmica das massas de ar. Este último fator é de suma 
importância porque atua diretamente tanto na temperatura quanto na pluviosidade, 
provocando as diferenças climáticas regionais. As massas de ar que interferem mais 
diretamente são a equatorial (continental e atlântica), a massa tropical (continental e 
atlântica) e a polar atlântica. 
A maior temperatura registrada oficialmente no Brasil foi 44,8°C em Nova Maringá, Mato 
Grosso, em 4 e 5 de novembro de 2020 [...]. Já a menor temperatura registrada foi de 
−17,8°C no Morro da Igreja, em Urubici, Santa Catarina, em 29 de junho de 1996 (registro 
extraoficial)." 
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Clima_do_Brasil 
Considere que um cubo de gelo de 50g, ao nível do mar, é aquecido com um aparelho 
elétrico de 1000W de potência e varia a temperatura do cubo de acordo com os 
extremos já registrados no Brasil, da menor para a maior temperatura registrada. Se a 
energia recebida pelo cubo de gelo é de 70% da energia desenvolvida pelo aparelho, o 
tempo necessário para o aquecimento foi de, aproximadamente, 
 
Dados: 
Desconsidere possíveis perdas de massa por evaporação ou vazamentos, bem como 
trocas de energia do cubo de gelo com o ambiente. 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 157 
𝟏 𝒄𝒂𝒍 = 𝟒 𝑱. 
𝒄á𝒈𝒖𝒂 = 𝟏 𝒄𝒂𝒍/𝒈°𝑪. 
𝒄𝒈𝒆𝒍𝒐 = 𝟎, 𝟓 𝒄𝒂𝒍/𝒈°𝑪. 
𝑳𝒇𝒖𝒔ã𝒐 = 𝟖𝟎 𝒄𝒂𝒍/𝒈. 
A) 10s 
B) 30s 
C) 40s 
D) 1min 
E) 1min e 20s 
Comentários 
Primeiramente, o cubo de gelo a -17,8°C deve esquentar até atingir a temperatura de 0°C. 
Nessa temperatura, o gelo passa pelo processo de fusão, onde deve se transformar 
integralmente em água líquida sem modificar sua temperatura. Após essa mudança de estado 
físico, a água é aquecida até a temperatura de 44,8°C. 
Por se tratar de uma mudança de temperatura, a equação utilizada para calcular a 
quantidade de energia recebida pelo cubo de gelo é: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐𝑔𝑒𝑙𝑜 ⋅ Δ𝑇 
𝑄 = 50 ⋅ 0,5 ⋅ (0 − (−17,8)) 
𝑄 = 445 𝑐𝑎𝑙 
A equação que relaciona a quantidade de energia necessária para um corpo mudar seu 
estado físico é: 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝐿 
𝑄 = 50 ⋅ 80 = 4000 𝑐𝑎𝑙 
Podemos determinar a energia necessária para a água líquida esquentar de 0°C até 
44,8°C com a relação abaixo. 
𝑄 = 𝑚 ⋅ 𝑐á𝑔𝑢𝑎 ⋅ Δ𝑇 
𝑄 = 50 ⋅ 1 ⋅ (44,8 − 0) 
𝑄 = 2240 𝑐𝑎𝑙 
A energia total necessária é a soma das energias recebidas nas três etapas. 
𝑄 = 445 + 4000 + 2240 = 6685 𝑐𝑎𝑙 
O enunciado determina que a energia seja encontrada em joules: 
 1 𝑐𝑎𝑙 − − − 4 𝐽 
6685 𝑐𝑎𝑙 − − − 𝑥 
𝑥 = 26740 𝐽 
Essa energia é equivalente a 70% do total de energia gasta pelo aparelho elétrico. Assim: 
26740 𝐽 − − − 70% 
 𝑦 − − − 100% 
𝑦 = 38200 𝐽 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 158 
Por fim, para determinar o tempo necessário para aquecer o cubo de gelo devemos utilizar 
a equação abaixo. 
𝑃 =
𝐸
∆𝑡
 
∆𝑡 =
𝐸
𝑃
=
38200
1000
= 38,2𝑠 ≅ 40𝑠 
Chegaríamos neste mesmo resultado se considerássemos a energia efetivamente 
recebida pelo gelo e 70% da potência do aquecedor. 
∆𝑡 =
𝑄
70% ⋅ 𝑃
=
26740
0,7 ⋅ 1000
= 38,2𝑠 ≅ 40𝑠 
Gabarito: “C” 
 
43. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/ Prof. Henrique Goulart) Uma amostra de 290ml de 
água em uma panela, inicialmente a 17°C, é aquecida a uma taxa constante por três 
aquecedores elétricos diferentes: um de 130W, outro de 66W e outro de 40W. O objetivo 
é o de aquecer a água até a temperatura de ebulição. 
Os dados experimentais foram registrados no gráfico abaixo. 
 
Fonte: https://www.if.ufrgs.br/novocref/?contact-pergunta=curvas-reais-de-
aquecimento-da-agua 
A curva vermelha indica os valores esperados de um aquecimento ideal, com os efeitos 
de evaporação desprezados. Selecione a alternativa correta. 
a) Quanto maior a potência do aquecedor, maior tende a ser a quantidade de água 
evaporada antes de atingir a temperatura de ebulição, que pode, inclusive, nem ser 
atingida, neste caso. Além disso, caso a evaporação fosse desprezada, o menor tempo 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 159 
necessário para se atingir a temperatura de ebulição seria de, aproximadamente, 
0,8min. 
b) Quanto maior a potência do aquecedor, menor tende a ser a quantidade de água 
evaporada antes de atingir a temperatura de ebulição, que pode, inclusive, nem ser 
atingida, neste caso. Além disso, caso a evaporação fosse desprezada, o menor tempo 
necessário para se atingir a temperatura de ebulição seria de, aproximadamente, 
0,8min. 
c) Quanto menor a potência do aquecedor, menor tende a ser a quantidade de água 
evaporada antes de atingir a temperatura de ebulição, que pode, inclusive, nem ser 
atingida, neste caso. Além disso, caso a evaporação fosse desprezada, o menor tempo 
necessário para se atingir a temperatura de ebulição seria de, aproximadamente, 13min 
e 30s. 
d) Quanto menor a potência do aquecedor, maior tende a ser a quantidade de águaevaporada antes de atingir a temperatura de ebulição, que pode, inclusive, nem ser 
atingida, neste caso. Além disso, caso a evaporação fosse desprezada, o menor tempo 
necessário para se atingir a temperatura de ebulição seria de, aproximadamente, 13min 
e 30s. 
e) Quanto menor a potência do aquecedor, maior tende a ser a quantidade de água 
evaporada antes de atingir a temperatura de ebulição, que pode, inclusive, nem ser 
atingida, neste caso. Além disso, caso a evaporação fosse desprezada, o menor tempo 
necessário para se atingir a temperatura de ebulição seria de, aproximadamente, 
2,6min. 
Note e Adote 
Massa específica da água igual a 1g/cm³. 
Experimento foi realizado ao nível do mar. 
Calor Específico da água 1cal/g°C = 4,2J/g°C. 
Calor Latente de Vaporização da água 80cal/g. 
Comentários 
A partir dos dados apresentados no gráfico, a curva obtida com o aquecedor de menor 
potência (40W) tende a manter a água em um patamar com temperatura próxima de 85°C. Isto 
ocorre porque a evaporação é tão intensa que a energia fornecida acaba sendo despendida para 
evaporar a água ainda abaixo da temperatura de ebulição. 
Então, quanto menor potência do aquecedor, maior tende a ser a quantidade de água 
evaporada antes de atingir a temperatura de ebulição, que pode, inclusive, nem ser atingida, 
neste caso. 
Pelo mesmo motivo, o aquecedor de potência igual a 66W tende a manter a água em 
temperatura máxima pouco acima de 96°C. 
Já o aquecedor de maior potência (130W) consegue fornecer energia que supera a taxa 
de perda por evaporação, conseguindo fazer a água atingir a temperatura de ebulição, os 100°C. 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 160 
Com a evaporação desprezada, curva vermelha, a água recebe energia na forma de calor 
e somente começa a vaporização por ebulição ao atingir os 100°C, que ocorre após o 
recebimento de algo em torno de 105kJ=105000J, conforme a escala horizontal no gráfico. 
O menor tempo para atingir esta condição se daria com o aquecedor disponível de maior 
potência, o de 130W. 
Assim, esse tempo seria: 
𝐸 = 𝑃 ⋅ ∆𝑡 
105000 = 130 ⋅ ∆𝑡 
∆𝑡 =
105000
130
≅ 807,7 𝑠 ≅ 13,5 𝑚𝑖𝑛 = 13 min 𝑒 30𝑠 
Gabarito: “D” 
 
44. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Para salvar a festa de 
aniversário de um amigo, um professor de Física aceitou o desafio de gelar 
rapidamente três latas com 350ml de cerveja, inicialmente a 30°C, fazendo o seguinte: 
- Colocou 2kg de gelo a -4°C e 500ml de água da torneira, a 30°C dentro de uma panela 
de pressão. 
- Imergiu as três latas de cerveja a temperatura ambiente. 
- Fechou a panela para não ocorrer vazamentos. 
- Agitou durante 1 minuto a panela com as latas de cerveja no interior da mistura de 
gelo e água. 
Ao abrir a panela e medir a temperatura das latas de cerveja, verificou que o conteúdo 
delas havia baixado para 5°C, o que deixou seu amigo aniversariante muito feliz! 
Supondo a panela um sistema adiabático, que o local estava ao nível do mar, que a 
cerveja tem as mesmas propriedades térmicas que a água, e que a temperatura foi 
medida logo após a agitação da mistura, pode-se afirmar que a temperatura de 
equilíbrio da mistura gelo e água adicionados inicialmente e a taxa média aproximada 
de transferência de energia de cada lata de cerveja no processo foram, 
respectivamente, 
Dados: cágua=4J/g°C ; cgelo=2J/g°C ; Lfusão=330J/g ; dágua=1g/cm³. 
A) 5°C e 60W. 
B) 30°C e 580W. 
C) 30°C e 1000W. 
D) 0°C e 1800W. 
E) 0°C e 600W. 
Comentários 
A quantidade de energia para o gelo atingir a temperatura de fusão foi de: 
𝑄𝑆 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 161 
𝑄𝑆 = 2000 ⋅ 2 ⋅ 4 = 16000 𝐽 
A quantidade de energia para a água atingir a temperatura de fusão foi de: 
𝑄𝑆 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
𝑄𝑆 = 500 ⋅ 4 ⋅ (−30) = −60000 𝐽 
A quantidade de energia necessária para derreter todo o gelo fundente vele: 
𝑄𝐿 = 𝑚 ⋅ 𝐿 
𝑄𝐿 = 2000 ⋅ 330 = 660000 𝐽 
Como a quantidade de energia que a água líquida cedeu ao gelo até atingir a temperatura 
de 0°C é suficiente para aquecer o gelo até a temperatura de fusão, mas não é suficiente para 
derreter todo gelo, a temperatura final do conjunto é de 0°C. Enquanto existir gelo na panela, a 
temperatura da mistura água e gelo continuará a 0°C. 
A taxa média de transferência de energia para cada lata é calculada pela Potência: 
𝑃 =
𝑄
𝑡
 
A quantidade de energia envolvida no resfriamento de uma das latas de cerveja de 30°C 
para 5°C foi de: 
𝑄𝑆 = 𝑚 ⋅ 𝑐 ⋅ ∆𝑇 
𝑄𝑆 = 350 ⋅ 4 ⋅ (5 − 30) = −35000 𝐽 
A Potência desenvolvida durante o intervalo de 1 minuto (60 segundos), foi de: 
𝑃 =
35000
60
= 583,3 𝑊 ≈ 600 𝑊 
Gabarito: “E” 
 
45. (2020/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Um estudante gosta de 
tomar café com leite a temperatura ambiente, com metade café e metade leite, ou seja, 
uma mistura com iguais quantidades de leite e café. 
Em um dia com temperatura ambiente de 25°C, ele dispõe de três xícaras cilíndricas 
metálicas idênticas: uma com 150ml de café recém passado, a 92°C, outra com 150ml 
de leite frio a 8°C e outra para fazer a mistura. Para obter seu café a temperatura 
ambiente mais rapidamente, ele pensou em duas possibilidades: 
1) Esperar até que o café quente e o leite frio cheguem à temperatura ambiente e, 
depois, misturá-los parar tomar seu café com leite. 
2) Misturar logo o café quente com o leite frio e esperar até que a mistura chegue à 
temperatura ambiente. 
Suponha que o café e o leite têm iguais calores específicos. 
Selecione a alternativa correta. 
A) Ambas possibilidades resultarão no café com leite na mistura e temperatura 
desejada ao mesmo tempo. 
B) O estudante deve escolher a possibilidade 1, pois o leite e o café separados atingem 
a temperatura ambiente mais rapidamente que misturados devido ao fato do calor se 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 162 
transferir mais rapidamente do ambiente para o leite frio que para o café quente pelas 
canecas serem metálicas. 
C) O estudante deve escolher a possibilidade 1, pois o leite e o café separados atingem 
a temperatura ambiente mais rapidamente que misturados devido ao fato de a energia 
na forma de calor ser trocada mais rapidamente quanto maior a área de interface e 
quanto maior a diferença entre as temperaturas. 
D) O estudante deve escolher a possibilidade 2, pois o leite e o café juntos atingem a 
temperatura ambiente mais rapidamente que separados devido ao fato do calor se 
transferir mais rapidamente da mistura para o ambiente através de uma caneca 
metálica. 
E) O estudante deve escolher a possibilidade 2, pois o leite e o café juntos atingem a 
temperatura ambiente mais rapidamente que separados devido ao fato de a energia na 
forma de calor ser trocada mais rapidamente quanto maior a área de interface e quanto 
menor a diferença entre as temperaturas. 
Comentários 
Se as metades de café a 92°C e leite a 8°C forem misturados, a mistura terminará a 
50°C, pois têm iguais calores específicos e serão misturados em iguais quantidades. 
Assim, o estudante ainda deve esperar a mistura reduzir sua temperatura até a 
temperatura ambiente de 25°C. 
Conforme a Lei de Fourier, a taxa de transferência de energia na forma de calor de um 
corpo para o ambiente é tão maior quanto maior for a área da interface do corpo exposta ao 
ambiente e maior for a diferença de temperatura entre o corpo e o ambiente. 
Então, se o estudante esperar as metades atingirem a temperatura ambiente para 
depois misturá-las, ele terá seu café mais rápido. 
Portanto, ele deve escolher a opção 1) esperar até que o café quente e o leite frio 
cheguem à temperatura ambiente e, depois, misturá-los parar tomar seu café com leite. 
Gabarito: “C” 
 
46. (2021/ESTRATÉGIA VESTIBULARES/Prof. Henrique Goulart) Para minimizar a troca de 
calor de um recipiente fechado com o ambiente externo, é necessárioque se utilize um 
material com baixa condutividade térmica. Pensando nisso, foi construída uma sala de 
concreto com dimensões 20m x 10m x 10m com paredes de 10cm de espessura onde 
será instalado um aquecedor capaz de variar a temperatura ambiente em 30°C. 
Sabendo que a condutividade térmica do concreto é 0,8W/m.K, o fluxo térmico da sala 
com o ambiente externo, em J/s, é 
A) 2,4.106 
B) 2,4.105 
C) 2,1.104 
D) 2,4.10-6 
E) 2,1.10-4 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 163 
Comentários 
A quantidade de calor que flui por condução entre dois corpos durante certo intervalo de 
tempo é definida como fluxo de calor e é dada pela equação abaixo: 
𝜙 =
𝑘 ⋅ 𝐴 ⋅ ∆𝑇
𝑒
 
Antes de substituir os valores na equação, devemos ajustar suas unidades para o SI. 
𝑒 = 10𝑐𝑚 = 0,1𝑚 
∆𝑇 = 30°𝐶 = 30 𝐾 
As dimensões dadas da sala nos informam que ela tem formato retangular. 
 
Quatro faces dessa figura, retangulares, possuem dimensões 20m x 10m e as outras duas 
faces, quadradas, possuem dimensões 10m x 10m. A área total é encontrada por: 
𝐴 = 𝑏𝑎𝑠𝑒 ⋅ 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 
𝐴𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 4 ⋅ 𝐴𝑟𝑒𝑡â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 + 2 ⋅ 𝐴𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜 
𝐴𝑟𝑒𝑡â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 20 ⋅ 10 = 200𝑚² 
𝐴𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜 = 10 ⋅ 10 = 100𝑚² 
𝐴𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 4 ⋅ 200 + 2 ⋅ 100 = 1000𝑚² 
Com todas as informações escritas da forma correta, podemos encontrar o fluxo de calor 
com a equação inicial. 
𝜙 =
0,8 ⋅ 1000 ⋅ 30
0,1
 
𝜙 =
24000
0,1
= 240000 𝐽/𝑠 
𝜙 = 2,4 ⋅ 105 𝐽/𝑠 
Gabarito: “B” 
 
 
 
ESTRATÉGIA VESTIBULARES 
 
FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 164 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 
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trilhar com você o caminho até a aprovação! 
Prepara o café e o chocolate e até a próxima! 
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 Prof. Henrique Goulart. 
 
 
 
 
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FÍSICA – PROF. HENRIQUE GOULART 165 
VERSÕES DA AULA 
 
 
 
 
Caro aluno! Para garantir que o curso esteja atualizado, sempre que alguma modificação ou 
correção no conteúdo da aula for necessária, uma nova versão será disponibilizada. 
• Versão 1: 30/03/2023. 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
• HEWITT, Paul G. Física Conceitual. 13.ed. Tradução de Trieste Ricci. Porto Alegre: 
Bookman, 2002. 
• HEWITT, Paul G. Fundamentos de Física Conceitual. 1.ed. Tradução de Trieste Ricci. Porto 
Alegre: Bookman. 
• GASPAR, Alberto. Física. 2.ed. São Paulo: Editora Ática, 2009, Todos os Volumes. 
• MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física. 5.ed. São Paulo: Scipione, 
2000, Todos os Volumes. 
• RESNICK, HALLIDAY, Jearl Walker. Fundamentos de Física. 10ª ed. LTC. Todos os 
Volumes.