PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 22 (2º exame) da UERJ 2013
Considere duas amostras, X e Y, de materiais distintos, sendo a massa de X igual a quatro vezes a massa de Y.
As amostras foram colocadas em um calorímetro e, após o sistema atingir o equilíbrio térmico, determinou-se que a capacidade térmica de X corresponde ao dobro da capacidade térmica de Y.
Admita que \text{c}_\text{X} e \text{c}_\text{Y} sejam os calores específicos, respectivamente, de X e Y.
A razão \frac{\text{c}_\text{X}}{\text{c}_\text{Y}} é dada por:
- A\frac{1}{4}
- B\frac{1}{2}
- C1
- D2
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Resolução comentada
A capacidade térmica C de um corpo diz quanto de calor ele precisa receber para variar 1\ ^\circ\text{C} de temperatura. Ela se relaciona com o calor específico c (característica do material) e com a massa m por:
Logo, o calor específico é c = \dfrac{C}{m}.
Dados do enunciado:
- m_X = 4\,m_Y
- C_X = 2\,C_Y
Escrevendo a capacidade térmica de cada amostra:
Substituindo na relação C_X = 2\,C_Y:
Cancelando m_Y dos dois lados:
Faz sentido: X tem massa 4 vezes maior, mas só o dobro da capacidade térmica, então seu calor específico precisa ser menor que o de Y.
Alternativa B.
Pegadinha: A alternativa D engana quem usa só a razão das capacidades (2) ou inverte massa e capacidade, esquecendo que c = C/m.
Por que as outras alternativas estão erradas
- ADivide as razões na ordem errada ou usa só a razão das massas, esquecendo de considerar o fator 2 das capacidades.
- CSupõe que os calores específicos são iguais, ignorando que a razão entre massas (4) difere da razão entre capacidades (2).
- DInverte a razão, fazendo c_X/c_Y = 4/2, ou toma só a razão das capacidades térmicas.
Assunto: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor.
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Fonte: UERJ 2013 · 2º Exame de Qualificação. Prova oficial ↗