PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 27 do ITA 2026

1ª fase · Química

Texto-base das questões 25 a 36 · 1ª fase

Constantes

Constante de Avogadro (\text{N}_\text{A}) = 6,02 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}

Constante de Faraday (F) = 9,65 \times 10^4\ \text{C}\cdot\text{mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\ \text{A}\cdot\text{s}\cdot\text{mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\ \text{J}\cdot\text{V}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}

Carga elementar = 1,60 \times 10^{-19}\ \text{C}

Constante dos gases (R) = 8,21 \times 10^{-2}\ \text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 8,31\ \text{J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 1,98\ \text{cal}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}

Constante de Planck (h) = 6,63 \times 10^{-34}\ \text{J}\cdot\text{s}

Velocidade da luz no vácuo = 3,0 \times 10^8\ \text{m}\cdot\text{s}^{-1}

Número de Euler (e) = 2,72

Definições

Pressão: 1\ \text{atm} = 760\ \text{Torr} = 1,01325 \times 10^5\ \text{N}\cdot\text{m}^{-2} = 1,01325\ \text{bar}

Energia: 1\ \text{J} = 1\ \text{N}\cdot\text{m} = 1\ \text{kg}\cdot\text{m}^2\cdot\text{s}^{-2} = 6,24 \times 10^{18}\ \text{eV}

Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 1\ \text{atm}

Condições ambiente: 25\ ^\circ\text{C} e 1\ \text{atm}

Condições padrão: 1\ \text{bar}; concentração das soluções = 1\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.

(s) = sólido. (\ell) = líquido. (g) = gasoso. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias. u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie X em \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}

\ln \text{X} = 2,3 \log \text{X}

\ln 2 = 0,693

Massas Molares

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}) Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g}\cdot\text{mol}^{-1})
H 1 1,01 Mn 25 54,94
C 6 12,01 Fe 26 55,85
N 7 14,01 Cu 29 63,55
O 8 16,00 Se 34 78,97
F 9 19,00 Br 35 79,90
Na 11 22,99 Rb 37 85,47
Mg 12 24,31 Sr 38 87,62
P 15 30,97 Nb 41 92,91
S 16 32,06 I 53 126,90
\text{C}\ell 17 35,45 Au 79 196,97
K 19 39,10 Hg 80 200,59

Considere duas barras X e Y, com 200 g cada, compostas por materiais hipotéticos distintos. Com o objetivo de determinar o calor específico de cada material, foram realizados os dois experimentos isobáricos a seguir:

Experimento 1: As barras X e Y, inicialmente a 230 °C, foram colocadas simultaneamente em um mesmo recipiente isolado (m = 500\text{ g} e \text{Cp} = 0{,}1\text{ cal}\cdot\text{g}^{-1}\cdot^\circ\text{C}^{-1}), que continha água (m = 350\text{ g} e \text{Cp} = 1{,}0\text{ cal}\cdot\text{g}^{-1}\cdot^\circ\text{C}^{-1}), inicialmente a 25 °C.

Experimento 2: A barra X, inicialmente a 260 °C, e a barra Y, inicialmente a 185 °C, foram colocadas simultaneamente no mesmo recipiente isolado, que continha os mesmos 350 g de água, inicialmente a 25 °C.

Sabendo que, no início do experimento, a água e o recipiente se encontravam na mesma temperatura e que, em ambos os experimentos, o equilíbrio térmico foi atingido a 30 °C, assinale a alternativa que apresenta o calor específico (em \text{cal}\cdot\text{g}^{-1}\cdot^\circ\text{C}^{-1}) dos materiais X e Y, respectivamente.

  1. A
    0,01 e 0,04.
  2. B
    0,02 e 0,03.
  3. C
    0,025 e 0,025.
  4. D
    0,03 e 0,02.
  5. E
    0,04 e 0,01.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

Em um sistema isolado, a soma dos calores trocados é zero: o que as barras perdem, a água e o recipiente ganham.

Calor ganho por água + recipiente, de 25 °C a 30 °C (\Delta T = 5\ ^\circ\text{C}):

Q = (350\cdot 1{,}0 + 500\cdot 0{,}1)\cdot 5 = 400\cdot 5 = 2000\ \text{cal}

Cada barra tem m = 200\ \text{g}, então a perda de calor de cada uma é 200\,c\,\Delta T.

  1. Experimento 1: ambas partem de 230 °C e chegam a 30 °C, com \Delta T = 200\ ^\circ\text{C}:

    200\,c_X\cdot 200 + 200\,c_Y\cdot 200 = 2000 \Rightarrow c_X + c_Y = 0{,}05

  2. Experimento 2: X vai de 260 °C a 30 °C (\Delta T = 230) e Y de 185 °C a 30 °C (\Delta T = 155):

    200\,c_X\cdot 230 + 200\,c_Y\cdot 155 = 2000 \Rightarrow 230\,c_X + 155\,c_Y = 10

  3. Substituindo c_Y = 0{,}05 - c_X:

    230\,c_X + 7{,}75 - 155\,c_X = 10 \Rightarrow 75\,c_X = 2{,}25 \Rightarrow c_X = 0{,}03

Logo c_Y = 0{,}05 - 0{,}03 = 0{,}02.

Verificação: 230\cdot 0{,}03 + 155\cdot 0{,}02 = 6{,}9 + 3{,}1 = 10. ✓

Alternativa D.

Pegadinha: As alternativas somam todas 0,05, então só o experimento 1 não basta; é preciso usar o experimento 2 para distinguir X de Y.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ASoma 0,05, mas não satisfaz a equação do experimento 2 (230·0,01+155·0,04 = 8,5).
  • BSoma 0,05, mas dá 230·0,02+155·0,03 = 9,25, diferente de 10.
  • CSoma 0,05, mas dá 230·0,025+155·0,025 = 9,625, diferente de 10.
  • ESoma 0,05, mas dá 230·0,04+155·0,01 = 10,75, diferente de 10; inverte os valores de X e Y.

Assuntos: calorimetria, equilíbrio térmico.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 27 no caderno 1ª fase do ITA 2026

Fonte: ITA 2026 · 1ª fase. Prova oficial ↗