Transferência de Calor e Energia Cinética

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CIÊNCIAS DA NATUREZA
E SUAS TECNOLOGIAS
F B O N L I N E . C O M . B R
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PROFESSOR(A): DOUGLAS GOMES
ASSUNTO: CALOR
FRENTE: FÍSICA III
OSG.: 117690/17
AULA 04
EAD – MEDICINA
Resumo Teórico
Introdução
Conforme vimos anteriormente, dois corpos de diferentes 
temperaturas, quando colocados em contato, tendem a atingir uma 
mesma temperatura intermediária, no equilíbrio térmico.
Vimos também que a temperatura está diretamente 
relacionada à energia cinética média de translação das moléculas. 
Por simplicidade, a partir daqui, chamaremos apenas energia cinética 
das moléculas para nos referirmos à energia cinética de translação das 
moléculas. Quando for necessário fazer referência à energia cinética 
de rotação das moléculas, chamaremos diretamente de energia de 
rotação das moléculas.
ENERGIA CINÉTICA
DE TRANSLAÇÃO
MÉDIA POR MOLÉCULA
ENERGIA CINÉTICA 
DA MOLÉCULA
ENERGIA CINÉTICA
DE ROTAÇÃO MÉDIA
POR MOLÉCULA
ENERGIA DE ROTAÇÃO DA 
MOLÉCULA
chamaremos
simplesmente de
chamaremos
simplesmente de
Sendo assim, o corpo cuja temperatura aumenta tem a energia 
cinética de suas partículas aumentada também.
O corpo cuja temperatura diminui tem a energia cinética de 
suas partículas diminuída também.
AUMENTO DA
ENERGIA CINÉTICA
DA MOLÉCULA
AUMENTO DA
TEMPERATURA
DIMINUIÇÃO DA
ENERGIA CINÉTICA
DA MOLÉCULA
DIMINUIÇÃO DA
TEMPERATURA
implica
implica
Não nos esqueçamos de que:
ENERGIA
INTERNA DE UM
SISTEMA
PARA DESAGREGAR
MOLÉCULAS QUE SE ATRAEM
É PRECISO AUMENTAR A
ENERGIA POTENCIAL
ENERGIA DE
DESAGREGAÇÃO
TEMPERATURA
ENERGIA
TÉRMICA
ENERGIA CINÉTICA DAS MOLÉCULAS
ENERGIA POTENCIAL DAS MOLÉCULAS
ENERGIA DE ROTAÇÃO DAS MOLÉCULASé composta
por
cujo somatório
representa
diretamente
relacionada à
porque
cujo somatório
representa
Quando colocamos dois corpos em contato térmico, permitimos 
que haja transferência de energia entre as moléculas desses corpos. Tal 
fato é comprovado pelas variações das temperaturas até o equilíbrio 
térmico. Além disso, a temperatura está relacionada à energia cinética 
das moléculas.
No caso dos sólidos, a transferência microscópica (molecular) 
de energia ocorre através das interações entre as moléculas. 
Tais interações podem ser modeladas como análogas a forças elásticas, 
conforme na figura a seguir.
No caso de sólidos:
ESTOU POUCO 
AGITADO...
GANHEI ENERGIA PERDI ENERGIA
ESTOU MAIS
AGITADO!
TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA (CALOR)
No caso dos gases, as interações entre as moléculas e os 
deslocamentos delas faz com que a energia se espalhe no recipiente 
até ficar homogeneamente distribuída, no equilíbrio térmico. Observe 
um modelo que poderia representar o que acontece nos gases, na 
figura a seguir.
GANHAMOS
ENERGIA
PERDEMOS
ENERGIA
Observe que, na figura acima, as moléculas mais energéticas 
(as que têm cabelo!) irão colidir com as moléculas mais lentas 
(as carecas). Após a interação, as moléculas mais energéticas 
perderam velocidade, e as outras, ganharam. Esse é o princípio do 
equilíbrio térmico: a interação entre as moléculas culmina com o fato 
de todas chegarem ao mesmo valor de energia cinética de translação 
(mesma temperatura).
Quando ocorre transferência de energia devido à diferença 
de temperatura, chama-se o mecanismo de transferência de calor.
Há também a possibilidade de transferir-se energia através 
de ondas eletromagnéticas, mas isso será discutido em outra aula.
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MÓDULO DE ESTUDO
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Pode-se definir:
Calor é o mecanismo de transferência de energia que ocorre 
devido à diferença de temperatura, ocorrendo espontaneamente para 
as regiões de menor temperatura. Também é costumeiro chamar de 
calor o valor da energia transferida através desse mecanismo.
Pelo fato de o calor ser um mecanismo ou um processo de 
transferência de energia, ele não é uma propriedade de um sistema 
físico. Assim, não se pode dizer que um corpo possui calor.
Por outro lado, o mecanismo calor provoca variação no valor 
da energia interna de um sistema físico (ou de um corpo).
Observação: é importante ressaltar que muitos problemas 
de vestibular fazem o uso incorreto do termo “calor”. Para facilitar 
sua compreensão, vamos propor algumas releituras de expressões 
corriqueiras:
1. “o corpo recebeu calor” significa que o corpo aumentou sua 
quantidade de energia interna devido ao mecanismo calor, o 
qual possibilitou a transferência de energia da vizinhança para 
o corpo.
2. “o atrito gerou calor” é uma expressão incorreta. Calor não 
é algo que possa ser gerado. Contudo, podemos dizer que o 
trabalho realizado pela força de atrito cinética proporcionou 
o aumento da temperatura das superfícies atritadas, porque 
converteu energia mecânica em energia interna de agitação 
molecular. Note que o mesmo resultado poderia ser obtido 
através da transferência de energia pelo mecanismo calor, mas 
ocorreu através do mecanismo trabalho.
Unidades de energia
Antes do estudo feito por James Prescott Joule, pensava-se 
que calor e energia eram grandezas que não se relacionavam entre si.
O experimento de Joule mostrou ser 1 caloria também uma 
unidade de energia, equivalente a 4,18 joules.
Peso
d
Nesse experimento, deixa-se um 
peso fixo a uma corda acoplada a uma 
polia que gira um conjunto de pás, cuja 
finalidade é agitar as moléculas de água. 
Verificou-se que a diminuição da energia 
potencia l grav i tac ional do peso 
correspondia ao aumento da energia 
térmica da água, indicando que a 
realização do trabalho das pás transferia 
energ ia às moléculas de forma 
semelhante ao calor.
Joule concluiu, então, que haveria 
duas formas de se fornecer energia a um 
sistema:
• através do calor ou
• através do trabalho.
Efeitos macroscópicos da variação da 
energia interna devido ao calor
Quando um corpo troca calor com um meio externo (cedendo 
ou recebendo), pode ter dois comportamentos:
CALOR
• Variar a temperatura.
• Mudar de estado físico.
Quando um corpo interage com sua vizinhança, pode ocorrer 
transferência de energia através do mecanismo calor, caso haja 
diferença de temperatura entre esse corpo e sua vizinhança.
Por causa dessa transferência, haverá alteração no valor da 
energia interna do corpo. Energia interna é uma propriedade associada 
aos componentes microscópicos da matéria, contudo está relacionada a 
propriedades macroscópicas: temperatura e estado físico.
Caso a transferência de energia através do mecanismo calor 
resulte em mudança no valor da temperatura, chama-se o valor da 
energia transferida de calor sensível.
Caso a transferência de energia através do mecanismo calor 
resulte em mudança de estado físico, chama-se o valor da energia 
transferida de calor latente.
FORNECER
CALOR AO CORPO
AUMENTAR A 
ENERGIA INTERNA DO 
SISTEMA
significa
se aumentar a
ENERGIA CINÉTICA DAS 
MOLÉCULAS
ENERGIA POTENCIAL 
DAS MOLÉCULAS
aumenta a pode provocar
TEMPERATURA DESAGREGAÇÃO 
DAS MOLÉCULAS
a energia 
transferida 
recebe o nome
modificando o
CALOR SENSÍVEL ESTADO FÍSICO
a energia 
transferida 
recebe o nome
CALOR LATENTE
Diagrama de aquecimento da água
Se observarmos o fornecimento de energia através do 
mecanismo calor a um bloco de gelo a –20 °C, à pressão constante 
de 1 atm, verificaremos que ele:
• inicialmente aumenta de temperatura até atingir 0 °C (ponto de 
fusão), indicando que a entrada de calor está aumentando a energia 
cinética das moléculas.
• a partir daí, permanece com a temperatura constante, apesar de receber 
calor, e passa a mudar de estado físico. Isso ocorre porque as moléculas 
estão aumentando sua energia potencial e não a cinética.
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MÓDULO DE ESTUDO
• terminada a fusão, teremos apenas água a 0 °C, que, à medida que recebe 
mais calor, aumenta a temperatura até 100 °C (ponto de ebulição).
• durante a vaporização, a temperatura permanece constante mais 
uma vez, apesar do recebimento de calor, porque as moléculas, 
à medidaque se desagregam, aumentam a energia potencial, 
permanecendo a energia cinética constante.
• finalmente, após a vaporização completa da água, o vapor, ao 
receber mais calor, volta a aumentar a energia cinética de suas 
moléculas, aumentando a temperatura.
T(ºC)
Q
100
0
–20
L + V
S + L
fusão
vaporização
Líq
uid
o
Va
po
r
Só
lid
o
FUSÃO
Recebe Q1
Calor
sensível
Gelo
-20 ºC
Gelo
0 ºC Água 0 ºC Água 100 ºC
Vapor
100 ºC
Vapor
120 ºC
Calor
latente
Calor
sensível
Calor
latente
Calor
sensível
Recebe Q2 Recebe Q3 Recebe Q4 Recebe Q5
VAPORIZAÇÃO (ebulição)
Estudo do calor sensível
Quando fornecemos a mesma quantidade de calor a um balde 
com água e a um copo com água, verificamos que o primeiro pouco 
esquenta, ao passo que a variação da temperatura do segundo é 
bem maior.
Isso acontece porque o balde com água tem uma inércia 
térmica maior que o copo com água.
Lembremos que inércia mecânica representa a resistência que todos 
os corpos materiais opõem à modificação do seu estado de movimento. 
Assim, podemos dizer que a inércia térmica é a resistência que todos os 
corpos materiais opõem à modificação de sua temperatura.
Contudo, por tradição, faremos uso do termo “capacidade 
térmica” em vez de “inércia térmica”.
Capacidade térmica de um corpo (C)
É, por definição, a relação entre a quantidade de calor recebido 
ou cedido por um corpo e a correspondente variação de temperatura 
∆T.
Representa a quantidade de calor necessária para variar a 
temperatura do corpo em uma unidade.
Assim, podemos fazer uma analogia com a mecânica, 
associando capacidade térmica à inércia térmica, medindo a 
dificuldade de se variar a temperatura de um corpo. Ou seja, quanto 
maior a capacidade térmica de um corpo, maior a quantidade de 
calor necessária para aumentar a temperatura dele.
Matematicamente:
C
Q
T
Q C T=
∆
∴ = ⋅ ∆
A unidade usual da capacidade térmica é cal/°C. No SI é J/K.
Por simplicidade, consideraremos que a capacidade térmica dos 
corpos apresenta-se constante durante os experimentos. Contudo, é 
importante saber que, na prática, a capacidade térmica pode variar 
com a temperatura. Mas o estudo disso fica para um curso superior...
Calor específico de uma substância (c)
No exemplo anterior, fizemos uma comparação entre um balde 
com água e um copo com água. Notemos agora que a diferença básica 
entre ambos é a quantidade de água.
Pode-se argumentar que a capacidade térmica do balde com 
água é maior do que a capacidade térmica do copo com água, porque 
o primeiro apresenta maior massa. Isso é verdade!
CA
LO
R
CA
LO
R
Com um número maior de moléculas (uma vez que há mais 
massa), a energia é dividida por um número maior de moléculas 
e, portanto, o acréscimo da energia de uma molécula é menor, 
dificultando o aumento da temperatura.
C
A
LO
R
C
A
LO
R
Com um número menor de moléculas (uma vez que há menos 
massa), a energia é dividida por um número maior de moléculas e, 
portanto, o acréscimo da energia de uma molécula é maior, facilitando 
o aumento da temperatura.
A capacidade térmica é proporcional à massa do corpo. 
Contudo, ela depende também do material de que é feito o corpo. 
Assim, podemos escrever:
C = m · c
De acordo com essa expressão, a capacidade térmica (C) é 
proporcional à massa (m).
Finalmente, o c representa a inércia térmica de uma unidade 
de massa do material de que é feito o corpo. No caso da água, o 
valor é 1 cal
g ºC
.
A tabela a seguir mostra os valores dos calores específicos para 
algumas substâncias à pressão de 1 atm.
SUBSTÂNCIA CALOR ESPECÍFICO (cal/g · ºC)
água 1,0
álcool 0,6
alumínio 0,22
ar 0,24
carbono 0,12
chumbo 0,031
cobre 0,094
Continuação da tabela na pagina seguinte.
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MÓDULO DE ESTUDO
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ferro 0,11
gelo 0,5
hélio 1,25
hidrogênio 3,4
latão 0,092
madeira 0,42
mercúrio 0,033
nitrogênio 0,25
ouro 0,032
oxigênio 0,22
prata 0,056
rochas 0,21
vidro 0,16
zinco 0,093
Observando a tabela, podemos notar que, para aquecer 1 g 
de água em 1 °C é necessário 1 caloria; para aquecer 1 g de rocha em 
1 °C é necessário apenas 0,21 caloria. Assim, é “mais fácil” aquecer 
1 g de rocha do que aquecer 1 g de água.
Note! Por isso, quando o Sol surge ao amanhecer, a areia da 
praia (rocha) se aquece mais facilmente (rapidamente) do que a água!
Lembrando que:
Q = C∆T
Logo:
Q = mc∆T
Exercícios 
01. Analise as proposições e indique a falsa.
A) O somatório de toda a energia de agitação das partículas de 
um corpo é a energia térmica desse corpo.
B) Dois corpos atingem o equilíbrio térmico quando suas 
temperaturas se tornam iguais.
C) A energia térmica de um corpo é função da sua temperatura.
D) Somente podemos chamar de calor a energia térmica em 
trânsito; assim, não podemos afirmar que um corpo contém 
calor.
E) A quantidade de calor que um corpo contém depende de sua 
temperatura e do número de partículas nele existentes.
02. Imagine dois corpos A e B com temperaturas TA e TB, sendo TA > TB. 
Quando colocamos esses corpos em contato térmico, podemos 
afirmar que ocorre o seguinte fato:
A) Os corpos se repelem.
B) O calor flui do corpo A para o corpo B por tempo indeterminado.
C) O calor flui do corpo B para o corpo A por tempo indeterminado.
D) O calor flui de A para B até que ambos atinjam a mesma 
temperatura.
E) Não acontece nada.
03. (Unirio-RJ) Indique a proposição correta.
A) Todo calor é medido pela temperatura, isto é, calor e 
temperatura são a mesma grandeza.
B) Calor é uma forma de energia em trânsito e temperatura mede 
o grau de agitação das moléculas de um sistema.
C) O calor nunca é função da temperatura.
D) O calor só é função da temperatura quando o sistema sofre 
mudança em seu estado físico.
E) A temperatura é a grandeza cuja unidade fornece a quantidade 
de calor de um sistema.
04. (Enem) A sensação de frio que nós sentimos resulta
A) do fato de nosso corpo precisar receber calor do meio exterior 
para não sentirmos frio.
B) da perda de calor do nosso corpo para a atmosfera que está 
a uma temperatura maior.
C) da perda de calor do nosso corpo para a atmosfera que está 
a uma temperatura menor.
D) do fato de a friagem que vem da atmosfera afetar o nosso 
corpo.
E) da transferência de calor da atmosfera para o nosso corpo.
05. (PUC-SP) Uma barra de alumínio, inicialmente a 20 °C, tem, 
nessa temperatura, uma densidade linear de massa igual a 
2,8 ⋅ 10–3 g/mm. A barra é aquecida, sofrendo uma variação de 
comprimento de 3 mm. Sabe-se que o alumínio tem coeficiente de 
dilatação linear térmica igual a 2,4 ⋅ 10–5 °C–1 e seu calor específico 
é 0,2 cal/g °C. A quantidade de calor absorvida pela barra é:
A) 35 cal. B) 70 cal.
C) 90 cal. D) 140 cal.
E) 500 cal.
06. (UFPA/2012) Um homem gasta 10 minutos para tomar seu banho, 
utilizando-se de um chuveiro elétrico que fornece uma vazão 
constante de 10 litros por minuto. Sabendo-se que a água tem 
uma temperatura de 20 ºC ao chegar no chuveiro e que alcança 
40 ºC ao sair do chuveiro, e admitindo-se que toda a energia 
elétrica dissipada pelo resistor do chuveiro seja transferida para 
a água nesse intervalo de tempo, é correto concluir-se que a 
potência elétrica desse chuveiro é:
 Obs.: Considere que a densidade da água é 1 kg/litro, que o calor 
específico da água é 1 cal/g ºC e que 1 cal = 4,2 J.
A) 10 kW B) 12 kW
C) 14 kW D) 16 kW
E) 18 kW
07. (UFPA) Em um forno de micro-
Q (cal)
600
0
A B
C
D
E
10 t (s)
1500
2000
2500
4800
-ondas João colocou um 
vasilhame com 1,5 kg de água 
a 20 ºC. Mantendo o forno 
ligado por 10 minutos, a 
t e m p e r a t u r a d a á g u a 
aumentou para 80 °C. 
A representação gráfica do 
desempenho do fo r no 
indicada pelo calor fornecido 
(calorias) em função do tempo (segundos) é mais bem representada 
pela linha.
 Considere que toda a energia produzida pelo forno foi absorvida 
pela água na forma de calor e que o calor específico da 
água = 1 cal/g °C.
A) A B) B
C) C D) D
E) E
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MÓDULO DE ESTUDO
SUPERVISOR/DIRETOR: MARCELO PENA – AUTOR: DOUGLAS GOMES
DIG.: GEORGENES – REV.: RITA DE CÁSSIA
08. (UVA/2013) Quatro blocos de diferentes materiais e massas se 
encontram em uma mesma temperatura e recebem a mesma 
quantidade de calor. Considerando os dados da tabela, qual bloco 
teve a maior variação de temperatura?
Bloco Calor Específico (cal/g ºC) Massa (g)
A 0,01 1000
B 0,05 600
C 0,20 400
D 0,40 100
A) A
B) B
C) C
D) D
09. (Unesp-SP – Adaptada) A respeito da informação “O calor 
específico de uma substância pode ser considerado constante e 
vale 5J/(g °C)”, três estudantes, I, II e III, forneceram as seguintes 
explicações:
I. Se não ocorrer mudança de estado, a transferência de 
5 joules de energia térmica para 1 grama dessa substância 
provoca elevação de 1 grau Celsius na sua temperatura;
II. Qualquer massa em gramas de um corpo constituído com essa 
substância necessita de 5 joules de energia térmica para que 
sua temperatura se eleve de 1 grau Celsius;
III. Se não ocorrer mudança de estado, a transferência de 1 joule 
de energia térmica para 5 gramas dessa substância provoca 
elevação de 1 grau Celsius na sua temperatura.
Dentre as explicações apresentadas:
A) apenas I está correta.
B) apenas II está correta.
C) apenas III está correta.
D) apenas I e II estão corretas.
E) apenas II e III estão corretas.
10. Se dois corpos de capacidades térmicas diferentes recebem 
iguais quantidades de calor:
A) se aquece mais o corpo de maior capacidade térmica.
B) se aquece menos o corpo de maior capacidade térmica.
C) os corpos se aquecem igualmente.
D) se aquece mais o corpo de maior densidade.
11. (UFC-CE) Em Fortaleza, um fogão a gás natural é utilizado 
para ferver 2,0 L de água que estão a uma temperatura 
inicial de 19 ºC. Sabendo que o calor de combustão do gás 
é de 12000 cal/g, que 25% desse calor é perdido para o 
ambiente, que o calor específico da água vale 1,0 cal/g ºC e 
que a densidade absoluta da água é igual a 1,0 g/cm3, que 
massa mínima de gás foi consumida no processo?
12. Além dos movimentos aleatórios de uma molécula de um lugar 
para o outro (translação) associados à temperatura, certas 
moléculas podem absorver grandes quantidades de energia 
que vão para as vibrações e rotações da própria molécula. 
Você esperaria que materiais compostos por tais moléculas 
possuíssem um calor específico alto ou baixo? Explique.
13. Uma barra de 250 g, de uma determinada liga metálica, é 
aquecida à temperatura de 70 °C. Em seguida, esta é imersa 
em um recipiente isolado termicamente e que contém 100 g 
de água a 25 °C. A temperatura final do sistema é 30 °C. 
Qual o calor específico do material de que é feita a barra em cal/
(g °C)?
 Dado: calor específico da água = 1 cal/ (g °C).
A) 0,01
B) 0,02
C) 0,04
D) 0,05
14. Acende-se uma lâmpada de 100 W que está imersa 
num calorímetro transparente contendo 500 g de água. 
Em 1 minuto e 40 segundos a temperatura da água sobe 4,5 °C. 
Qual porcentagem de energia elétrica fornecida à lâmpada 
é convertida em luz? (Considere o calor específico da água 
4,2 joules/g · °C e que a luz produzida não é absorvida pelo 
calorímetro. Despreze a capacidade térmica do calorímetro e da 
lâmpada).
15. (Uflavras) As fagulhas (pedaços de metal incandescente) 
que são projetadas quando afiamos uma faca num esmeril 
atingem nossa pele e não nos queimam. Já um copo de água 
fervente jogado em nossa pele provoca graves queimaduras. 
Como podemos explicar esses fatos?
A) A temperatura da água fervente é maior que a das fagulhas.
B) As fagulhas não estão mudando de estado, a água está.
C) As fagulhas não transportam energia.
D) O calor específico da água é muito menor do que o do 
material metálico que compõe as fagulhas.
E) A capacidade térmica do copo de água é muito maior que a 
das fagulhas.
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RESOLUÇÃORESOLUÇÃO
OSG.: 117691/17
FÍSICA III
CALOR
AULA 04
EXERCÍCIOS
01. Calor é o processo de transferência de energia entre duas regiões devido à diferença de temperatura existente entre elas. Portanto, 
só faz sentido falar em calor quando há essa transferência de energia. Uma vez transferida, essa energia é internalizada (ou seja, 
transforma-se em energia interna) no sistema.
 Resposta: E
02. A energia térmica flui espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura até que esses corpos atinjam 
o equilíbrio térmico, isto é, até que as temperaturas atinjam o mesmo valor.
 Resposta: D
03. Calor é energia térmica em trânsito, e temperatura determina o grau de agitação das partículas de um sistema.
 Resposta: B
04. Quanto mais rápido perdemos energia térmica, maior é a nossa sensação de frio. Essa rapidez é função da diferença de temperatura 
entre o nosso corpo e a atmosfera do meio onde nos encontramos.
 Resposta: C
05. 
 Dados: 
t C
L mm
C
c C
i
A
A
= °
= ⋅
=
= ⋅ °
= °
⎧
−
− −
20
2 8 10
3
2 4 10
0 2
3
5 1
ρ
α
,
,
,
g/mm
cal/g
∆
ℓ
ℓ
⎨⎨
⎪
⎪⎪
⎩
⎪
⎪
⎪
 Como a variação de temperatura é comum:
∆ ∆ ∆
∆ ∆
L L t e Q m c t
L
L
Q
m c
Q
L m c
L
Q
i
i i
= ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅
⋅
=
⋅
→ = ⋅ ⋅
⋅
= ⋅ ⋅ ⋅
−
α
α α
ρ
3 2 8 10 03, ,,
,
2
2 4 10
705⋅
→ =− Q cal
 Resposta: B
06. Dados: q0 = 20 ºC; q = 40 ºC; Z = 10 L/min; r = 1 kg/L; 1 cal = 4,2 J; c = 1 cal/g·ºC ⇒ c = 4,2 J/g·ºC.
A massa de água que passa pelo chuveiro a cada minuto é:
ρ = m
v
 ⇒ m = r V = 1(10) ⇒ m = 10 kg = 10000 g.
A quantidade de calor absorvida por essa massa de água é:
Q = m c(q – q0) = 10000(4,2) (40 – 20) ⇒ 840000 J.
Como essa quantidade de calor é trocada a cada minuto (60 s), vem:
P
Q
t
= = ⇒
∆
840000
60
 P = 14000 W ⇒ P = 14 kW.
 Resposta: C
07. Do texto, temos:
Pot Dt = mcDq
Pot · 600 = 1500 · 1 · (80 – 20) ⇒ Pot = 150 cal/s
No gráfico, em 10 s, temos:
Q = Pot · Dt
Q = 150 · 10 (cal) ⇒ Q = 1500 cal
 Resposta: D
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OSG.: 117691/17
RESOLUÇÃO – FÍSICA III
08. De acordo com a equação fundamental da calorimetria
Q = mcDT ou Q = CDT, onde
Q: calor trocado
m: massa
e: calor específico
C: capacidade térmica
DT : variação de temperatura 
 Deste modo, para uma mesma quantidade de calor, a variação de temperatura é inversamente proporcional à capacidade térmica, 
isto é, Q = ↑C · DT↓ = cte
A partir dos dados da tabela, temos que:
CA = mA · cA = 1000 · 0,01 = 10 cal/ ºC
CB = mB · cB = 600 · 0,05 = 30 cal/ ºC
CC = mC · cC = 400 · 0,20 = 80 cal/ ºC
CD = mD · cD = 100 · 0,40 = 40 cal/ ºC
Assim, sofrerá maior variação de temperatura o bloco que apresentar menor capacidade térmica, ou seja, o bloco A.
 Resposta: A
09. O calor específico de uma substância é, por definição, a quantidade de energia na forma de calor necessária para que 1 g dessa 
substância sofra variação de temperatura de 1 °C, sem que ocorra mudança de estado.
 Dentre as afirmações:
I. é correta, pois se trata da definição aplicada aos dados da questão.
II. é errada, pois a definição é válida para 1 g de massa, e não para uma massa qualquer.
III. é errada, pois de acordo com a definição, o valor correto para a energia térmica, nas condições propostas, é 25 J.
 Resposta: A
10. Um corpo de grande capacidade térmica tem grande inércia térmica, ou seja, necessita de maior quantidade de temperatura para 
provocar a mesma variação de temperatura. Assim, se os corpos recebem a mesma quantidade de calor, aquele de maior capacidade 
térmica será o mais difícil de aquecer, aquecendo-se menos.
 Resposta: B
11. Q = m c Dq
12000 · mg · 0,75 = 2000 · 1,0 · (100 – 19)
9000 mg = 162000
m gg = 18
 Resposta: 18 g
12. Resposta: Alto. Isso ocorre porque vai ser necessário fornecer mais energia (calor) para aumentar a energia cinética de translação das 
moléculas (única que influencia a temperatura), uma vez que parte da energia fornecida vai ser “desviada” para a vibração epara a 
rotação.
13. A questão versa sobre trocas de calor na forma sensível, isto é, com variação de temperatura.
Q mc T
Q qtd de calor
m massa
c calor
t de te
=
→
→
→
→
∆
∆
.
espec fico
varia o
í
çã mmperatura
⎧
⎨
⎪⎪
⎩
⎪
⎪
 Denominando Q1 e Q2 as quantidades de calor a serem trocadas, respectivamente, pela barra e pelo recipiente contendo água, temos:
Q1 + Q2 = 0 (princípio geral das trocas de calor)
[mcDT]1 + [mcDT]2 = 0
[250 · c1 · (30 – 70)] + [100 · 1 · (30 – 25)] = 0
– 10000c1 + 500 = 0
c1 = 0,05 cal/g · °C
 Resposta: D
3 F B O N L I N E . C O M . B R
//////////////////
OSG.: 117691/17
RESOLUÇÃO – FÍSICA III
14. Uma lâmpada de 100 W consome, a cada 1 s, a quantidade de 100 J de energia elétrica. Em 1 min 40 s = 100 s, essa lâmpada consome:
Enelétrica = Potelétrica · Dt = 100 · 100 = 10000 J
 De acordo com o enunciado, essa lâmpada, além de iluminar, está provocando o aquecimento de 500 g de água, fazendo a temperatura 
aumentar 4,5 ºC nesses 100 s.
 Para tanto, a água deve ter recebido a quantidade de calor:
Q m c g
J
g C
C J= ⋅ ⋅ = ⋅
°
⋅ ° =∆θ 500 4 2 4 5 9450, ,
 Tal quantia de calor deve ter vindo do consumo de energia elétrica da lâmpada. Assim, dos 10000 J consumidos, 9450 J foram absorvidos 
no aquecimento da água, tendo sido convertido em energia luminosa apenas 10000 – 9450 = 550 J, representando 5,5% apenas 
do total.
 Resposta: 5,5%
15. A água quente, ao entrar em contato com nossa pele, cede calor, mas pouco variando sua temperatura (ou seja, 
permanecendo ainda bem quente!), o que a capacita a ceder bem mais calor para nossa pele, provocando queimaduras. 
Isso ocorre devido à grande capacidade térmica do copo com água.
 Por outro lado, as fagulhas, por terem pequena capacidade térmica, ao entrar em contato com nossa pele, cede calor para ela, mas resfria 
rapidamente. Assim, cede pouco calor para nós, não conseguindo provocar queimaduras graves, apesar das altíssimas temperaturas.
 Resposta: E
SUPERVISOR/DIRETOR: MARCELO PENA – AUTOR: DOUGLAS GOMES
DIG.: GEORGENES – REV.: RITA DE CÁSSIA