Aula 11 - Derretendo de calor

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1o bimestre
Aula 11
Física
Derretendo de calor
Ensino
Médio
● Calorimetria. ● Compreender o conceito de calor 
latente em diversas situações físicas;
● Compreender a noção de equilíbrio 
térmico com mudanças de estado 
físico.
Calor sensível x Calor latente
Para começar
1) Quando aquecemos um corpo, ele 
pode passar por mudanças de estado 
sem alterar a temperatura. Qual tipo de 
calor está envolvido nesse processo?
2) Em um experimento, ao aquecer água 
de 0°C a 100°C, como você identificaria o 
ponto em que ocorre o calor latente?
Na mudança de temperatura de um 
dado corpo, mantendo a pressão 
constante, ele recebe ou cede o que 
chamamos de calor sensível. 
O calor sensível está relacionado à 
massa do corpo (m), à variação de 
temperatura (∆θ) e a uma propriedade 
chamada calor específico (c), e pode 
ser calculado pela expressão seguir: 
Ilustração de um termômetro, indicando aumento de temperatura.
Reprodução – GOOGLE/WIKIMIDIA COMMONS, 2021. Disponível em: 
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thermometer_icon.png. Acesso em: 12 set. 
2024.
Calor sensível
Relembre
𝑸𝒔 = m ⋅ 𝑐 ⋅ ∆θ
Massa do corpo
Variação de 
temperatura
Calor específico
Calor sensível
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thermometer_icon.png
Ao receber energia suficiente, uma 
determinada substância poderá alterar 
seu estado físico. A mudança de 
estado se caracteriza pelas alterações 
na estrutura molecular da substância. 
Nos sólidos, as moléculas são 
fortemente ligadas. Nos líquidos, as 
moléculas estão mais separadas. Nos 
gases, as moléculas estão livres.
Mudanças de fase de uma substância.
Elaborado especialmente para a aula.
Mudanças de estados
Relembre
Um corpo, a uma certa temperatura e 
pressão, se encontra em um determinado 
estado de agregação (líquido, por 
exemplo). Conforme aqueçamos ou 
esfriemos o corpo, o estado de agitação 
das partículas (temperatura) sofrerá 
variações. Porém há um limite para essa 
variação, que corresponde à mudança de 
estado físico. Esse limite depende do 
material do corpo e da pressão exercida 
sobre ele. Por exemplo, a água, sob 
pressão de 1 atmosfera, sofre mudanças 
de estado físico a 0 ºC e a 100 ºC.
Representação dos três estados da matéria.
© Freepik
Calor latente
Foco no conteúdo
Clique para ver a animação
Forma, Ícone
Descrição gerada automaticamente
H2O
líquida
(s)(d)(g)
vaporgelo
Foco no conteúdo
A quantidade de calor necessária para 
provocar uma mudança de estado é 
diretamente proporcional à massa da porção 
do corpo que passa pela transformação. 
Considerando que m seja a massa de um 
corpo que precise de uma quantidade Q de 
calor para sofrer uma mudança completa de 
estado, podemos dizer que:
O calor latente de fusão-solidificação da 
água, a 0 ºC, vale 80 cal/g, e o calor latente 
de vaporização-liquefação, a 100 ºC, vale 
540 cal/g, aproximadamente. 
Mudanças de estados
Foco no conteúdo
O calor latente de fusão-solidificação de 
um corpo pode ser entendido como a 
quantidade de calor necessária para que 
cada unidade de massa mude de estado 
físico, seja para passar do sólido para o 
líquido (fusão), ou do líquido para o 
sólido (solidificação).
𝐋 =
𝑸𝒍
𝐦
Calor latente da 
mudança de fase
cal
g
 J
kg
 
ou
usual S.I.
𝑸𝒍 = m ⋅ L
Massa do corpo
Calor latente
Para calcular a quantidade de calor necessária para transformar 10 g de gelo, inicialmente a
−20 °C, em água líquida, a 40 °C, usaremos as fórmulas de calor sensível e latente. Assim,
teremos:
QTotal= Q1 + Q2 + Q3
Podemos representar graficamente esse processo por meio de uma curva de aquecimento, 
conforme apresentado no próximo slide.
Calor latente
Foco no conteúdo
Gelo a 20 ºC Gelo a 0 ºC Água a 0 ºC Água a 40 ºC
Recebe 𝑸𝟏
Recebe 𝑸𝟑
Recebe 𝑸𝟐
Elaborado especialmente para a aula com imagem © Freepik
Calor latente
Foco no conteúdo
A temperatura não muda, pois a agitação molecular atingiu seu limite. Toda a energia 
recebida a partir desse ponto, até que o gelo se transforme integralmente em água 
liquida, é utilizada para quebrar as ligações intermoleculares, aumentando o 
espaçamento entre as partículas. 
Calor latente
Foco no conteúdo
Gelo a 20 ºC Gelo a 0 ºC Água a 0 ºC Água a 40 ºC
Recebe 𝑸𝟏
Recebe 𝑸𝟑
Recebe 𝑸𝟐
Elaborado especialmente para a aula, com imagem © Freepik.
Retornando aos cálculos, vimos que: 
QTotal = 𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3
QTotal = 𝑚 ∙ 𝑐 ∙ ∆θ gelo+ m ∙ LFusão+ 𝑚 ∙ 𝑐 ∙ ∆θ á𝑔𝑢𝑎
QTotal = 10 g ∙
0,5 cal
g °C
∙ 20 °C
gelo
+ 10 g ∙ 80
cal
g
+ (10 g ∙
1,0 cal
g °C
∙ 40 °C)á𝑔𝑢𝑎
QTotal = 100 cal + 800 cal + 400 cal
𝐐𝐓𝐨𝐭𝐚𝐥 = 𝟏𝟑𝟎𝟎 𝐜𝐚𝐥
Dentro de uma panela, que está sendo 
aquecida no fogão, há 500 mL de água 
em ebulição. Calcule a quantidade de 
calor necessária para vaporizar toda a 
água, dado que o calor latente de 
vaporização da água é de 540 cal/g.
Água fervendo em uma panela.
© Getty Images
Na prática
5 minutosAtividade 1 Veja no livro!
Como a água está mudando de estado físico, do líquido para o gasoso (vaporização), não há 
mudança de temperatura. Portanto, para calcular a quantidade de calor necessária para 
evaporar toda a água, devemos usar a expressão do calor latente. Sabendo que o calor 
latente de vaporização da água (L) é de 540 cal/g, e que a massa da água é 500 g, temos:
Correção
Na prática
𝑄𝑙 = 𝑚 ∙ 𝐿
𝑄𝑙 = 500 ∙ 540
𝑸𝒍 = 𝟐𝟕𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝐜𝐚𝐥
Pause e responda
Analise a afirmativa a seguir e responda se ela é verdadeira ou 
falsa: “Enquanto a água do exercício anterior fervia, sua 
temperatura aumentava cada vez mais!”.
Pergunta conceitual
Verdadeira. Falsa.
Pause e responda
Analise a afirmativa a seguir e responda se ela é verdadeira ou 
falsa: “Enquanto a água do exercício anterior fervia, sua 
temperatura aumentava cada vez mais!”.
Pergunta conceitual
Verdadeira. Falsa.
Correção
Pause e responda
A afirmativa é falsa, porque, durante a mudança de estado físico, 
a água na panela, sob pressão constante, não varia sua 
temperatura.
Pergunta conceitual
Correção
Foi feito um estudo da temperatura de 
um material de 10 g, que, inicialmente, 
estava no estado sólido, à medida que 
recebia calor. O resultado do estudo é 
mostrado no gráfico ao lado.
Com base em seus conhecimentos, 
responda:
1) Qual é o estado físico do material 
nos segmentos: AB, BC e CD?
2) Calcule o calor específico do 
material em seu estado sólido.
3) Calcule o calor latente de fusão 
desse material.
Curva de aquecimento
Elaborado especialmente para a aula. – Gráfico fora de escala
Na prática
Atividade 2 Veja no livro!
D
A
CB
150 500
300
Calor
(cal)
Temperatura (ºC)
10
0
5 minutos
1) Para a curva de aquecimento, devemos interpretar 
cada segmento de acordo com seu comportamento. 
Dessa forma, temos:
AB: a reta é crescente, o que indica que a temperatura 
do material esteja sendo alterada, mas sem mudar o 
estado físico dele. Portanto, como o material estava, 
inicialmente, no estado sólido, ele continuará no estado 
sólido até que a temperatura pare de variar.
BC: como a reta se mantém constante, interpretamos 
que o material esteja passando pelo processo de fusão, 
isso é, passando do estado sólido para o líquido. Nesse 
caso, podemos dizer que o material seja uma mistura 
de sólido + líquido.
CD: nesse segmento, a reta volta a ficar crescente; isso 
significa que o material agora esteja em estado líquido
e que sua temperatura voltará a aumentar.
Correção
Na prática
Elaborado especialmente para a aula. – Gráfico fora de escala
D
A
CB
150 500
300
Calor
(cal)
Temperatura (ºC)
10
0
2) Para calcular o calor específico do 
material, usaremos a expressão do calor 
sensível. Ao analisar o gráfico, 
percebemos que a quantidade de calor 
necessária para aumentar a temperatura 
do material de 0 a 10 ºC é de 150 cal. 
Assim, podemos concluir que:
Correção
Na prática
Elaborado especialmente paraa aula. – Gráfico fora de escala.
𝑄𝑠 = 𝑚 ∙ c ∙ Δθ
150 = 10 ∙ c ∙ 10
150 = 100 ∙ c
𝐜 = 𝟏, 𝟓 𝐜𝐚𝐥/𝐠 °𝐂
D
A
CB
150 500
300
Calor
(cal)
Temperatura (ºC)
10
0
3) Para calcularmos o calor latente de 
fusão do material, utilizaremos a 
expressão do calor latente. De acordo 
com o gráfico, a quantidade de calor 
latente é a diferença entre os pontos B e 
C, portanto, 350 cal. Isolando o calor 
latente (L), obtemos:
Correção
Na prática
Elaborado especialmente para a aula. – Gráfico fora de escala.
Ql = m ∙ L
350 = 10 ∙ L
𝐋 = 𝟑𝟓 𝐜𝐚𝐥/𝐠
D
A
CB
150 500
300
Calor
(cal)
Temperatura (ºC)
10
0
Uma das maneiras de classificarmos o calor recebido/cedido por um corpo é com base no 
efeito produzido por ele. 
Quando o calor recebido/cedido provoca variação de temperatura, é chamado de calor 
sensível. Quando o calor provoca uma mudança no estado físico, é denominado calor 
latente. 
Com isso em mente, observe as imagens abaixo e discuta com seu colega: 
a) Qual é o nome apropriado para o calor cedido pela esfera de metal ao gelo?
b) Qual é o nome para o calor recebido pelo gelo?
Considere que o bloco de gelo esteja a temperatura de aproximadamente 0 ºC.
Retomando aprendizagens
Encerramento
Elaborado especialmente para a aula.
5 minutos
Aprofundando
A seguir, você encontra uma seleção de exercícios extras,
que ampliam as possibilidades de prática, de retomada e 
aprofundamento do conteúdo estudado.
B
C
D
E
A somente do calor latente de vaporização.
do calor latente de condensação e do calor 
latente de vaporização.
do calor sensível e do calor latente de 
condensação.
do calor sensível e do calor latente de 
vaporização.
somente do calor latente de condensação.
Aprofundando
1. (ENEM 2023) Em uma indústria alimentícia, para produção de doce de leite, utiliza-se um 
tacho de parede oca com uma entrada para vapor de água a 120 °C, e uma saída para água 
líquida, em equilíbrio com o vapor a 100 °C. Ao passar pela parte oca do tacho, o vapor de 
água se transforma em líquido, liberando energia. A parede transfere essa energia para o 
interior do tacho, resultando na evaporação de água e na consequente concentração do 
produto. No processo de concentração do produto, é utilizada energia proveniente:
Veja no livro!
Aprofundando
1. (ENEM 2023) Em uma indústria alimentícia, para produção de doce de leite, utiliza-se um tacho de parede 
oca, com uma entrada para vapor de água a 120 °C, e uma saída para água líquida, em equilíbrio com o vapor, 
a 100 °C. Ao passar pela parte oca do tacho, o vapor de água se transforma em líquido, liberando energia. A 
parede transfere essa energia para o interior do tacho, resultando na evaporação de água e na consequente 
concentração do produto. No processo de concentração do produto, é utilizada energia proveniente:
Correção
somente do calor latente de vaporização.
do calor latente de condensação e do calor latente 
de vaporização.
do calor sensível e do calor latente de condensação.
do calor sensível e do calor latente de vaporização.
somente do calor latente de condensação.B
C
D
E
A
Durante a produção do doce de leite, 
mencionada no enunciado, a energia 
utilizada está relacionada a dois 
processos: Primeiramente, ocorre o 
resfriamento do vapor d'água, que 
passa de 120 °C para 100 °C. Nesse 
caso, a energia transferida está 
associada ao calor sensível, pois 
houve variação de temperatura. Em 
seguida, ocorre a condensação do 
vapor d'água. Nesse processo, como 
há uma mudança de estado físico, a 
energia transferida está associada ao 
calor latente
BÔAS, N. V.; DOCA, R. H.; BISCUOLA, G. J. Tópicos de Física, v. 2. São Paulo: Saraiva, 2012.
INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA 
(INEP). Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM), 2023. Prova de Linguagens, Códigos e suas 
Tecnologias e Redação; Prova de Ciências Humanas e suas Tecnologias. 1o dia, Caderno 1 –
Azul. Disponível em: https://arquivos.qconcursos.com/prova/arquivo_prova/101194/inep-2023-
enem-exame-nacional-do-ensino-medio-primeiro-e-segundo-dia-edital-2023-prova.pdf. Acesso 
em: 16 set. 2024. 
LEMOV, D. Aula nota 10: 49 técnicas para ser um professor campeão de audiência. São Paulo: 
Da Boa Prosa/Fundação Lemann, 2011. 
PIETROCOLA, M. et al. Física – Conceitos e contextos, v. 3. São Paulo: Editora do Brasil, 2016. 
SÃO PAULO (Estado). Secretaria da Educação. Currículo Paulista: etapa Ensino Médio, 2020. 
Disponível em: https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-
content/uploads/2023/02/CURR%C3%8DCULO-PAULISTA-etapa-Ensino-
M%C3%A9dio_ISBN.pdf. Acesso em: 12 ago. 2024
YAMAMOTO, K.; FUKE, L. F. Física para o Ensino Médio, v. 2. São Paulo: Saraiva, 2016.
Identidade visual: imagens © Getty Images.
Referências
https://arquivos.qconcursos.com/prova/arquivo_prova/101194/inep-2023-enem-exame-nacional-do-ensino-medio-primeiro-e-segundo-dia-edital-2023-prova.pdf
https://arquivos.qconcursos.com/prova/arquivo_prova/101194/inep-2023-enem-exame-nacional-do-ensino-medio-primeiro-e-segundo-dia-edital-2023-prova.pdf
https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2023/02/CURR%C3%8DCULO-PAULISTA-etapa-Ensino-M%C3%A9dio_ISBN.pdf
https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2023/02/CURR%C3%8DCULO-PAULISTA-etapa-Ensino-M%C3%A9dio_ISBN.pdf
https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2023/02/CURR%C3%8DCULO-PAULISTA-etapa-Ensino-M%C3%A9dio_ISBN.pdf
Para professores
Habilidade: (EM13CNT102) Fazer previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos 
de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os 
efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o 
uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção 
dos protótipos. (SÃO PAULO, 2020. p. 154)
Tempo: de 2 a 5 minutos.
Dinâmica de condução: retome a ideia de que o calor sensível se relacione com a 
variação de temperatura. Todo corpo que aumente ou diminua sua temperatura, 
respectivamente, ganhará ou perderá calor sensível. 
Slide 2
Slide 3
Tempo: de 2 a 5 minutos.
Dinâmica de condução: cite as temperaturas de mudança de estado da água. 0 °C para o 
processo de solidificação/fusão e 100 °C para o processo de vaporização/liquefação. 
Tempo: de 2 a 5 minutos.
Dinâmica de condução: enfatize que a mudança de fase não é instantânea, isso é, será 
necessária bastante energia para que ela ocorra. Por esse motivo, um gelo não derrete no 
momento em que o tiramos da geladeira.
Slide 4
Slide 5
Tempo: de 1 a 2 minutos.
Dinâmica de condução: apresente a animação e explique que a mudança de estado está 
relacionada às partículas e as suas ligações estruturais.
Tempo: de 2 a 5 minutos.
Dinâmica de condução: se considerar útil, adicione uma explicação sobre o calor latente 
de vaporização-liquefação. Esse indica a quantidade de calor necessária para que cada 
unidade de massa mude de estado físico, seja para passar do líquido para o vapor 
(vaporização) ou do vapor para o líquido (liquefação).
Slide 6
Slide 7
Tempo: de 2 a 5 minutos.
Dinâmica de condução: apresente o exemplo a seguir, resolvendo-o a partir das etapas 
indicadas.
Tempo: de 2 a 5 minutos.
Dinâmica de condução: apresente o gráfico e explique que, nos pontos em que a reta 
cresce, houve aumento de temperatura. Já nos pontos em que ela permanece horizontal, a 
substância mudou de fase.
Slide 8
Slide 9
Tempo: de 2 a 5 minutos.
Dinâmica de condução: apresente o exemplo a seguir, resolvendo-o por meio das etapas 
indicadas.
Tempo: de 5 a 10 minutos.
Dinâmica de condução: apresente o exercício aos alunos, comentando as variáveis 
indicadas.
Expectativas de respostas: apresentação das etapas de resolução do problema.
Slide 10
Slides 11 e 12
Tempo: de 1 a 3 minutos.
Dinâmica de condução: apresente a questão conceitual a seguir.
Expectativasde respostas: argumentação correta em relação ao que foi explanado 
anteriormente.
Slides 13, 14 e 15Slides 13, 14 e 15
Tempo: de 5 a 10 minutos.
Dinâmica de condução: apresente o exercício aos alunos, comentando as variáveis 
indicadas.
Expectativas de respostas: apresentação das etapas de resolução do problema.
Slides 13, 14 e 15Slides 16, 17, 18 e 19
Tempo: de 1 a 3 minutos.
Dinâmica de condução: apresente as perguntas a seguir.
Expectativas de respostas: argumentação correta em relação ao que foi explanado 
anteriormente.
Slide 20
Tempo: de 3 a 5 minutos.
Dinâmica de condução: apresente a questão de vestibular a seguir para aprofundar os 
conhecimentos sobre o calor sensível e o calor latente.
Expectativas de respostas: capacidade de reconhecer conceitos aprendidos durante as 
aulas.
Slides 21 e 22
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3: Calor sensível x Calor latente
	Slide 4: Calor sensível
	Slide 5: Mudanças de estados
	Slide 6: Calor latente
	Slide 7
	Slide 8: Mudanças de estados
	Slide 9: Calor latente
	Slide 10: Calor latente
	Slide 11: Calor latente
	Slide 12
	Slide 13: Correção
	Slide 14: Pergunta conceitual
	Slide 15: Pergunta conceitual
	Slide 16: Pergunta conceitual
	Slide 17
	Slide 18: Correção
	Slide 19: Correção
	Slide 20: Correção
	Slide 21: Retomando aprendizagens
	Slide 22
	Slide 23: 1. (ENEM 2023) Em uma indústria alimentícia, para produção de doce de leite, utiliza-se um tacho de parede oca com uma entrada para vapor de água a 120 °C, e uma saída para água líquida, em equilíbrio com o vapor a 100 °C. Ao passar pela parte o
	Slide 24: 1. (ENEM 2023) Em uma indústria alimentícia, para produção de doce de leite, utiliza-se um tacho de parede oca, com uma entrada para vapor de água a 120 °C, e uma saída para água líquida, em equilíbrio com o vapor, a 100 °C. Ao passar pela parte
	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28
	Slide 29
	Slide 30
	Slide 31
	Slide 32
	Slide 33
	Slide 34
	Slide 35
	Slide 36