UEM 2010 (Verão) — questão 36 de Física

Gabarito 07Calorimetria — gráfico Q × T: capacidade térmica e calor específicoVestibular de Verão · Conhecimentos Gerais (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 36 de Física do UEM 2010 (Verão)

Enunciado em texto

Um cientista deseja determinar o calor específico de um material. Para isso, utilizando um calorímetro, ele aquece 20 miligramas desse material, mede a quantidade de calor fornecida ao material e a sua temperatura a cada instante. Na figura abaixo, é apresentado um gráfico da quantidade de calor absorvida pelo material em função da temperatura. Analise cuidadosamente o gráfico e assinale o que for correto.

[Gráfico: Q (cal) × Temperatura (°C). Uma reta que passa por (25 °C; 1,5 cal), (30; 1,8), (35; 2,1), (40; 2,4), (45; 2,7) e (50 °C; 3,0 cal).]

(01) O coeficiente angular da reta descrita pelos dados experimentais é a capacidade térmica dos 20 miligramas desse material.

(02) O valor da capacidade térmica dos 20 miligramas desse material é 0,06 cal/°C.

(04) O valor do calor específico desse material é 3 cal/(g.°C).

(08) No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de capacidade térmica é cal/(g.°C).

(16) Esses dados experimentais do cientista descrevem uma equação matemática de segundo grau.

(Enunciado e figura: Vestibular UEM 2010 (Verão) — UEM/CVU.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).

Resolução comentada

O que a questão pede: tirar a capacidade térmica da inclinação do gráfico Q × T e, dela, o calor específico.

(01) Verdadeira. De Q=C ΔTQ = C\,\Delta T, a variação de Q por grau é a capacidade térmica: é a inclinação da reta.

(02) Verdadeira.

C=ΔQΔT=3,0−1,550−25C = \frac{\Delta Q}{\Delta T} = \frac{3{,}0 - 1{,}5}{50 - 25}

C=0,06 cal/∘CC = 0{,}06\ \text{cal/}{}^{\circ}\text{C}

(04) Verdadeira. Com m=20m = 20 mg = 0,020 g:

c=Cm=0,060,020c = \frac{C}{m} = \frac{0{,}06}{0{,}020}

c=3 cal/(g⋅∘C)c = 3\ \text{cal/(g}\cdot{}^{\circ}\text{C)}

(08) Falsa. Duas falhas: cal/(g·°C) é unidade de calor específico, não de capacidade térmica; e nem é do SI. No SI, a capacidade térmica se mede em J/K.

(16) Falsa. Os pontos estão sobre uma reta: a relação é de primeiro grau, Q=Q0+C TQ = Q_0 + C\,T.

⚠️ A armadilha: na (04), esquecer de converter miligramas em gramas. Dividir 0,06 por 20 daria 0,003 cal/(g·°C), mil vezes menor.

A ideia em uma frase: a inclinação do gráfico Q × T é a capacidade térmica; dividida pela massa, dá o calor específico.

Resposta: soma 07 (01 + 02 + 04).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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