PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 40 (1º exame) da UERJ 2013

1º exame · Ciências da Natureza e Matemática · Física: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor

Em um laboratório, as amostras X e Y, compostas do mesmo material, foram aquecidas a partir da mesma temperatura inicial até determinada temperatura final.

Durante o processo de aquecimento, a amostra X absorveu uma quantidade de calor maior que a amostra Y.

Considerando essas amostras, as relações entre os calores específicos c_X e c_Y, as capacidades térmicas C_X e C_Y e as massas m_X e m_Y são descritas por:

  1. A
    | c_X = c_Y | C_X > C_Y | m_X > m_Y |
  2. B
    | c_X > c_Y | C_X = C_Y | m_X = m_Y |
  3. C
    | c_X = c_Y | C_X > C_Y | m_X = m_Y |
  4. D
    | c_X > c_Y | C_X = C_Y | m_X > m_Y |
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Resolução comentada

O calor específico c é uma propriedade da substância, não da amostra. Como X e Y são do mesmo material, c_X = c_Y.

A quantidade de calor absorvida é dada por:

Q = m\,c\,\Delta T = C\,\Delta T

onde C = m\,c é a capacidade térmica da amostra.

As duas amostras partem da mesma temperatura inicial e chegam à mesma temperatura final, então \Delta T é igual nas duas.

  1. Q_X > Q_Y e \Delta T_X = \Delta T_Y.
  2. Como C = \dfrac{Q}{\Delta T}, o C maior pertence à amostra que absorveu mais calor: C_X > C_Y.
  3. Como C = m\,c e c_X = c_Y, a amostra de maior capacidade térmica tem a maior massa: m_X > m_Y.

Resumindo: c_X = c_Y, C_X > C_Y e m_X > m_Y.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa C engana ao acertar c_X = c_Y e C_X > C_Y, mas erra ao dizer m_X = m_Y, que contradiz a relação C = m\,c.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Bdiz que c_X > c_Y, mas o calor específico depende só do material, que é o mesmo; também iguala C e m, o que contradiz Q_X > Q_Y.
  • Cacerta c_X = c_Y e C_X > C_Y, mas com m_X = m_Y teríamos C_X = C_Y, o que é incoerente.
  • Datribui calores específicos diferentes a amostras do mesmo material e iguala as capacidades térmicas, apesar de X absorver mais calor.

Assunto: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor.

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Ver como caiu na prova Questão 40 no caderno 1º Exame de Qualificação da UERJ 2013

Fonte: UERJ 2013 · 1º Exame de Qualificação. Prova oficial ↗