Calorimetria

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CALORIMETRIA: É A PARTE DA FÍSICA QUE 
ESTUDA AS TROCAS DE CALOR ENTRE 
OS SISTEMAS E SUAS MEDIDAS.
As sensações de frio ou 
quente que sentimos em 
nosso dia-a-dia estão 
relacionadas às trocas de 
energia entre nosso 
corpo e o meio ambiente. 
A sensação de quente 
está relacionada ao 
ganho de energia, e a de 
frio a perda de energia 
pelo nosso corpo.
Equilíbrio 
Térmico 
A B 
TA > TB 
Calor 
TA = TB 
A B Calor 
Equilíbrio Térmico 
Calor corpos de maior para os 
de menor temperatura. 
EQUILÍBRIO TÉRMICO 
 
Todos os corpos, sempre 
que possível, tendem a ir 
espontaneamente para o 
mesmo estado térmico. 
 
Portanto: 
 
“Dois ou mais sistemas 
físicos estão em equilíbrio 
térmico entre si quando 
suas temperaturas são 
iguais” 
AS UNIDADES DE MEDIDA DO CALOR 
 
A unidade oficial de calor no Sistema 
Internacional de Unidades (SI) é o 
Joule (J). 
 
No entanto, na resolução de 
problemas de troca de calor, dá-se 
preferência, por razões históricas, à 
unidade caloria (cal). 
1 cal = 4,18 J 
Caloria é quantidade de calor que 1 
grama de água pura deve receber, 
sob pressão normal, para que sua 
temperatura seja elevada de 14,5 °C 
para 15,5 °C. 
 
A unidade múltipla quilocaloria 
(kcal) também é muito usada na 
medida de quantidade de calor. 
 1 kcal = 1 000 cal = 103 cal 
 Quando um corpo recebe ou cede 
calor, ocorre uma transformação: 
variação de temperatura ou mudança de 
estado físico. No primeiro caso, dizemos 
que se trata de calor sensível e, no 
segundo, calor latente. 
Calor sensível 
Quantidade de energia térmica recebida ou cedida por um 
corpo, para exclusivamente variar sua temperatura, sem haver 
mudança de estado físico. 
SQ m.c. T c
Calor específico 
Indica a energia necessária para uma unidade de massa variar sua 
temperatura em uma unidade. Característica da substância 
Unidade 
(S.I) J/kg.K 
(prática) cal/g°C 
Calor específico 
21g H O
2H O
c 1cal/g C o
1 cal 
Temperatura aumenta 1°C 
21g H O
1 cal 
Temperatura reduz 1°C 
Material c (cal/g.°C) 
Ouro 0,031 
Prata 0,056 
Ferro 0,107 
Aço 0,104 
Cobre 0,092 
Latão 0,092 
Alumínio 0,216 
Quantidade de Calor 
Sensível (Q) 
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C
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Qual a quantidade de calor sensível necessária para aquecer uma barra de ferro 
de 2kg de 20°C para 200°C? Dado: calor específico do ferro = 0,119cal/g°C. 
Dados do problema: m = 2kg = 2000g 
Ti = 20ºC 
Tf = 200ºC 
cferro = 0,119 cal/gºC 
Q=2000.0,119(200-20) 
Q=2000.0,119.180 
Q=42840 cal 
Um bloco de ferro com massa de 600g está a uma temperatura de 20ºC. O calor 
específico do ferro é igual a 0,119cal/g.ºC. Qual a quantidade de calor que o bloco 
deve ceder para que sua temperatura varie de 20ºC a –5ºC. 
Q=600.0,119(-5-20) 
Q=600.0,119. (-25) 
Q=1785cal 
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A definição de calor é: 
a) a mesma de temperatura. 
b) energia transferida entre corpos devido à diferença de 
temperatura. 
c) energia armazenada em corpos quentes. 
d) energia armazenada em corpos frios. 
e) energia total de um corpo. 
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Calcule a quantidade de calor necessária para elevar a 
temperatura de 200g de H2O de 20ºC para 30ºC. Use calor 
específico da água 1cal/gºC. 
Q=200.1(30-20) 
Q=200.1.10 
Q=2000cal 
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Julgue os itens abaixo: 
( ) Dois corpos à mesma temperatura estão em equilíbrio 
térmico e não trocam calor entre si. 
( ) Quanto maior o calor latente de um corpo, maior a 
quantidade de calor que uma certa massa do corpo deve 
receber para que tenha um certo aumento de temperatura. 
( ) Dois corpos de mesmo calor específico podem ter 
capacidades térmicas diferentes. 
( ) O calor armazenado em um corpo é denominado calor 
específico. 
V 
F 
V 
F 
Princípio da Troca de calor 
Para que o estudo de trocas de calor seja realizado com maior 
precisão, este é realizado dentro de um aparelho chamado 
calorímetro, que consiste em um recipiente fechado incapaz de trocar 
calor com o ambiente e com seu interior. 
Dentro de um calorímetro, os corpos colocados trocam calor até atingir 
o equilíbrio térmico. 
 
Como os corpos não trocam calor com o calorímetro e nem 
com o meio em que se encontram, toda a energia térmica 
passa de um corpo ao outro. 
Como, ao absorver calor Q>0 e ao transmitir calor Q<0, a 
soma de todas as energias térmicas é nula, ou seja: ΣQ=0 
(lê-se que somatório de todas as quantidades de calor é 
igual a zero) 
 
 
 
Sendo que as quantidades de calor podem ser tanto sensível 
como latente. 
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(FATEC-SP) Um frasco contém 20 g de água a 0°C. Em seu interior 
é colocado um objeto de 50 g de alumínio a 80°C. Os calores 
específicos da água e do alumínio são respectivamente 1,0 cal/g°C 
e 0,10 cal/g°C. 
Supondo não haver troca de calor com o frasco e com o meio 
ambiente, a temperatura de equilíbrio dessa mistura será: 
 
a) 60°C 
b) 16°C 
c) 40°C 
d) 32°C 
e) 10°C 
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(FUVEST-SP) Um bloco de massa 2,0 kg, ao receber toda energia 
térmica liberada por 1000 g de água que diminuem a sua 
temperatura de 1°C, sofre um acréscimo de temperatura de 10°C. 
O calor específico do bloco, em cal/g.°C, é: (Adote: cágua: 1,0 
cal/g.°C) 
 
a) 0,2 
b) 0,1 
c) 0,15 
d) 0,05 
e) 0,01 
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Sabemos que: 
𝑚𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜 = 2,0 𝑘𝑔 = 2000 𝑔
∆𝑇𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜= 10 ℃
𝑐𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜 =?
𝑚á𝑔𝑢𝑎 = 1000 𝑔
∆𝑇á𝑔𝑢𝑎= 1 ℃
𝑐á𝑔𝑢𝑎 = 1 𝑐𝑎𝑙/(𝑔 ∙ ℃)
 
Como todo calor liberado pela 
água vai ser aproveitado para 
aquecer o bloco, temos que: 
𝑸𝒃𝒍𝒐𝒄𝒐 = 𝑸á𝒈𝒖𝒂 
𝒎𝒃 ∙ 𝒄𝒃 ∙ ∆𝑻𝒃= 𝒎𝒂 ∙ 𝒄𝒂 ∙ ∆𝑻𝒂 

 
𝟐𝟎𝟎𝟎 ∙ 𝒄𝒃 ∙ 𝟏𝟎 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 ∙ 𝟏 ∙ 𝟏 
Substituindo os valores, obtemos: 

 
𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎 ∙ 𝒄𝒃 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 

 
𝒄𝒃 =
𝟏𝟎𝟎𝟎
𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎
 
𝒄𝒃 = 𝟎, 𝟎𝟓 𝒄𝒂𝒍/(𝒈 ∙ ℃) 
a) 0,2 
b) 0,1 
c) 0,15 
d) 0,05 
e) 0,01 
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Misturam-se 40L de água a 60ºC com 20L de água a 
30ºC. Calcule a temperatura final da mistura. 1cal/gºC. 
Q = m.c.Δθ 
40.000.1.(Tf - 60) + 20.000.1.(Tf - 30) =0 
IQIágua1 + IQIágua2 = 0 
m1.c.Δθ + (m2.c.Δθ) = 0 
4.104.1.(Tf - 60) + 2.10
4.1.(Tf - 30) =0 
4 (Tf - 60) + 2(Tf - 30) =0 
4Tf - 240 + 2Tf – 60 = 0 
4Tf + 2Tf = + 60+240 
6Tf = 300 Tf = 50ºC 
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Uma piscina contém 60 m3 de água. Durante a noite a temperatura da água 
sofre uma variação passando de 20°C a 15°C. Qual é, em módulo, a 
quantidade de calor perdida pela água ao longo da noite? Dê a resposta em 
quilocalorias (kcal) e em joules (J). Dados: calor específico da água 1 cal/g.°C; 
densidade da água é 1 kg/L; 1 cal = 4,18 J. 
V = 60 m3 . (10³L) = 60.103 L 
 1m³ 
d = m/V 
m = d.V = 1 x 60.103 
 6,0.104 kg . (10³ g) = 6,0.107 g 
 1 kg 
Q = m.c.Δθ 
Q = 6,0.107.1.(15-20) 
IQI = 3,0.108 cal  IQI = 3,0.105 kcal 
 
IQI = 3,0.108 cal. (4,18 J)  IQI = 12,54.108 J  IQI ≅ 1,3.109 J 
 
 
(1 cal) 
Capacidade Térmica (C) 
A capacidade térmica informa a quantidade de 
energia necessária para ceder ou receber por 
unidade de variação de temperatura. 
Característica do corpo. 
Q
C
T


C m.c
Unidade 
(S.I) J/K 
(prática) cal/°C 
Obs: A capacidade térmica 
depende da massa, da natureza 
da substância, temperatura e 
pressão. 
Calor latente 
Quantidade de energia térmica recebida ou cedida por um 
corpo, para exclusivamente mudar de estado físico. 
SQ m.L
Calor Latente 
Indica a energia necessária para uma unidade de massa mudar de estado 
físico sem variar sua temperatura. 
Unidade 
(S.I) J/kg 
(prática) cal/g 
L
Quantidade de calor latente 
L > 0 – absorve calor durante a mudança 
L < 0 – cede calor durante a mudança 
1g 
L 80cal/g
80 cal 
21g H O
CURVA DE AQUECIMENTO 
LmQ 
LmQ 
TcmQ TcmQ 
TcmQ 
http://www.lapeq.fe.usp.br/
labdig/simulacoes/fase.php 
Qual a quantidade de calor necessária para que um litro de água 
vaporize? Dado: densidade da água=1g/cm³ e calor latente de 
vaporização da água=540cal/g. 
Dados do problema: V=1L d = 1g/cm³ L 
v = 540 cal/g 
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Calcule a quantidade de calor necessária para 
transformar 100 g de gelo a - 10o C em água a 20o ? 
Dados:calor específico do gelo = 0,5 cal / g oC 
 calor latente de fusão do gelo = 80 cal / g 
 calor específico da água = 1 cal / g oC 
Solução: 
O gelo se encontra numa temperatura abaixo do ponto de fusão, 
neste caso será aquecido de - 10o C até o seu ponto de fusão (0o 
C): Q = m . c .  T 
Q1 = m . c .  T Q1 = 100 . 0,5 . (0 - (-10)) 
Q1 = 50 . (10 ) Q1 = 500 Q1 = 500 cal 
1a parte: 
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2a parte: Chegando a 0 oC, o gelo agora se encontra na 
temperatura do ponto de fusão, neste caso 
sofrerá mudança de fase: Q = m . L 
Q2 = m . L Q2 = 100 . 80 Q2 = 8 000 
Q2 = 8 000 cal 
3a parte: O gelo agora já se transformou em água e esta água 
será aquecida de 0o C até 20o C: Q = m . c .  T 
Q3 = m . c .  T Q3 = 100 . 1 . (20 - 0) 
Q3 = 100 . 20 Q3 = 2 000 Q3 = 2 000 cal 
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Cálculo final: Devemos agora somar ... 
Q1 = 500 cal Q2 = 8 000 cal Q3 = 2 000 cal 
Resposta: 
Q = 10 500 cal 
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Calcule a quantidade de calor necessária para transformar 200g de água 
líquida a 70ºC em vapor de água a 120ºC (sob pressão de 1atm). São 
dados: 
c=calor específico da água líquida=1,0cal/g°C 
c’=calor específico do vapor d’água=0,48cal/g°C 
Lv=calor de vaporização da água=540cal/g 
No diagrama a seguir, representamos as 
etapas do processo: 
 
Q1 = m.c. ∆ϴ 
Q2 = Lv.m 
Q3 = m.c’. ∆ϴ’ 
 
=200.1,0.30=6 000cal 
=200.540=108 000cal 
=200.0,48.20=1 920cal 
= 6 000cal+108 000cal+1 920cal=115 920cal 
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Calcule a quantidade de calor necessária para que 200g de gelo a -20ºC sejam 
transformados em água líquida a 30ºC, são dados: 
Calor de fusão do gelo: Lf=80cal/g 
Calor específico do gelo: c=0,50cal/gºC 
Calor específico da água líquida: c’= 1.0cal/gºC 
 
 
 Na figura a seguir representamos as várias etapas do processo e as quantidades 
de calor necessárias em cada etapa: 
 
 
Q1 = m.c. ∆ϴ1 
Q2 = Lf.m 
Q3 = m.c’. ∆ϴ3 
 
 
= 2 000 + 16 000 + 6 000 = 24 000cal 
= 200.0,5.20=2 000 
= 80.200=16 000 
= 200.1,0.30=6 000 
Q = Q1 + Q2 + Q3 
O equivalente em água (E) de um corpo é a massa de 
água cuja capacidade térmica é igual à do corpo. 
Trocas de calor - ∑Q = 0 
Para que o estudo de trocas de 
calor seja realizado com maior 
precisão, este é realizado dentro 
de um aparelho chamado 
calorímetro, que consiste em um 
recipiente fechado incapaz de 
trocar calor com o ambiente e 
com seu interior. 
Trocas de calor - ∑Q = 0 
Em um sistema físico isolado, o 
somatório da quantidade de calor 
trocada entre os corpos é nulo, ou seja: 
• POTÊNCIA DE UMA FONTE TÉRMICA 
 
t
Q
P


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Dentro de um calorímetro, cuja capacidade térmica é desprezível, colocou-se 
um bloco de chumbo com 2kg, a uma temperatura de 150ºC. O calorímetro 
contém 8,5kg de água a uma temperatura de 20ºC. Considerando cchumbo = 
0,0306 cal/g.ºC, determinar a temperatura de equilíbrio térmico. 
 
 
multiplicar 
por 1000 
para 
converter 
para 
gramas 
 
Dados: 
 
Água – 1 
m1 = 8,5kg 
c1 = 1 cal/g.ºC 
T01 = 20ºC 
 
Chumbo – 2 
m2 = 2kg 
c2 = 0,0306 cal/g.ºC 
T02 = 150ºC 
∆Q1 + ∆Q2 = 0 
m1.c1.∆T1 + m2.c2.∆T2 = 0 
m1.c1.(Tf – T01) + m2.c2.(Tf – T02) = 0 
Multiplica Multiplica 
8500.1.(Tf – 20) + 2000 0,0306.(Tf – 150) = 0 
8500.(Tf – 20) + 61,2.(Tf – 150) = 0 
8500Tf – 170000 + 61,2Tf – 9180 = 0 
8561,2Tf – 179180 = 0 
 Tf = = 20,93ºC 
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http://www.chemfiles.com/flash/calorimeter.swf 
http://www.chemfiles.com/flash/calorimeter.swf
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) 
Para se determinar o calor específico de uma liga metálica, um bloco de 
massa 500 g dessa liga foi introduzido no interior de um forno a 250 ºC. 
Estabelecido o equilíbrio térmico, o bloco foi retirado do forno e colocado 
no interior de um calorímetro de capacidade térmica 80 cal/ºC, contendo 
400 g de água a 20 ºC. A temperatura final de equilíbrio foi obtida a 30 ºC. 
Nessas condições, o calor específico da liga, em cal/g oC, vale: 
Dado: Calor específico da água = 1,0 cal/g ºC. 
a) 0,044. 
b) 0,036. 
c) 0,030. 
d) 0,36. 
e) 0,40. 
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(Fuvest-SP) 
O gráfico representa a variação da temperatura de um corpo 
sólido, em função do tempo, ao ser aquecido por uma fonte que 
libera energia a uma potência constante 
de 150 cal/min. Como a massa do corpo é de 100 g, o seu calor 
específico, em cal/g ºC, será de: 
a) 0,75. 
b) 3,75. 
c) 7,50. 
d) 0,80. 
e) 1,50. 
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Sob uma chama constante, de potência 192,5W, um corpo sofre um 
aumento de temperatura de 40°C em 2min. Determine, em cal/°C, a 
capacidade térmica desse corpo. Considere 1cal = 4,2J. 
Dados do problema: P=192,5W ΔT=40ºC Δt=2min=120s 
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(Udesc) 
O gráfico a seguir representa a temperatura de uma substância, inicialmente no 
estado sólido, em função da quantidade de calor recebida. A massa da 
substância é de 50 gramas. 
 
 
 
 
 
a) O calor específico da substância no estado sólido é de 0,2 cal/g ºC. 
b) O calor latente de fusão da substância é de 20 cal/g. 
c) O calor específico da substância no estado líquido é de 0,5 cal/g ºC. 
d) O calor latente de vaporização da substância é de 80 cal/g. 
e) O calor específico da substância no estado de vapor é de 0,8 cal/g ºC. 
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RESPOSTA: C