UEM 2024 (PAS, etapa 2) — questão 20 de Física

Gabarito 21Calorimetria — calorímetro com água: variação de temperatura e reação exotérmica (com Química)PAS · etapa 2 (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 20 de Física do UEM 2024 (PAS, etapa 2)

Enunciado em texto

Um experimento foi realizado para medir a variação de energia de uma reação exotérmica. Para fazer a medida do calor produzido nessa reação foi utilizado um calorímetro adaptado contendo uma amostra de 50g de água a 25ºC com a finalidade de absorver o calor produzido na reação. Considere que essa reação liberou 4180J de energia, que o calor específico da água é 4,18J/gºC e que a energia é integralmente absorvida pela água durante o experimento. Assinale o que for correto.

(01) A variação de temperatura da água foi de 20ºC.

(02) A entalpia da reação é positiva.

(04) A quantidade de calor absorvida pela água pode ser calculada pela equação Q=mcΔTQ = mc\Delta T.

(08) A energia liberada pela reação é suficiente para elevar a temperatura da água para 50ºC.

(16) Para dobrar a variação de temperatura da água seria necessário diminuir pela metade a quantidade de água.

(Enunciado: PAS UEM 2024, etapa 2 — 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: calcular o aquecimento da água no calorímetro.

Passo 1 — a variação de temperatura:

Q=m c ΔTQ = m\,c\,\Delta T

4180=50×4,18×ΔT4180 = 50 \times 4{,}18 \times \Delta T

ΔT=20 ∘C\Delta T = 20\ {}^{\circ}\text{C}

(01) Verdadeira. ΔT=20\Delta T = 20 °C.

(02) Falsa. Reação exotérmica libera calor: a variação de entalpia é negativa (ΔH<0\Delta H < 0).

(04) Verdadeira. É a equação fundamental da calorimetria, usada no passo 1.

(08) Falsa. A água vai de 25 °C a 25+20=4525 + 20 = 45 °C, não a 50 °C.

(16) Verdadeira. Com o mesmo calor, ΔT=Q/(m c)\Delta T = Q/(m\,c) é inversamente proporcional à massa: metade da água, o dobro da variação (40 °C).

⚠️ A armadilha: na (08), confundir a variação de temperatura (20 °C) com a temperatura final, ou somar errado: a água parte de 25 °C e termina a 45 °C.

A ideia em uma frase: no calorímetro, o calor da reação vira mcΔT da água; e exotérmica quer dizer ΔH negativo.

Resposta: soma 21 (01 + 04 + 16).

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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