Introdução à Termologia

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TERMOLOGIA 
 
 
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TERMOLOGIA 
Temperatura 
Mede a energia cinética média de translação das moléculas de um 
corpo. Podemos afirmar que, quanto maior a temperatura, mais agitadas 
estarão as moléculas. 
 
Fonte:http://crv.educacao.mg.gov.br/sistema_crv/index.aspx?ID_OBJETO=58321&tipo=ob&cp=780031&cb=&n1=&n2=M%EF%BF%BDdulos%20Did%EF%BF%BDticos&n3
=Ensino%20M%EF%BF%BDdio&n4=F%EF%BF%BDsica&b=s 
 
 
Calor 
É o processo de transferência de Energia do corpo de maior 
temperatura ao corpo de menor temperatura até atingirem o equilíbrio térmico 
(mesma temperatura). 
 
Figura 2: 
Fonte:http://crv.educacao.mg.gov.br/sistema_crv/index.aspx?ID_OBJETO=58321&tipo=ob&cp=780031&cb=&n1=&n2=M%EF%BF%BDdulos%20Did%EF%BF%BDticos&n3
=Ensino%20M%EF%BF%BDdio&n4=F%EF%BF%BDsica&b=s 
 
Unidade de calor 
Como foi visto, calor é energia. No S.I., a unidade de calor ou de 
quantidade de calor, representada pela letra Q, é joule (J). Por outro lado, é 
muito comum aparecer a unidade caloria (cal). É importante sabermos a 
relação dessas unidades: 
 
1 cal = 4,18 J 
 
 
 
 
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Escalas termométricas 
 
 Para medir a temperatura de um corpo, são utilizadas escalas 
termométricas. Existem três escalas usuais: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. A 
escala Kelvin é conhecida como a escala absoluta, pois não admite valores 
negativos. O zero dessa escala corresponderia ao zero absoluto, temperatura 
em que energia cinética das moléculas seria nula. 
 Para relacionar as três escalas, devemos saber os valores 
correspondentes para dois pontos. Assim, são utilizados os pontos de fusão 
(0°C = 32°F = 273K) e de ebulição (100°C = 212°F = 373K) da água. 
 
Fonte: http://www.alunosonline.com.br/fisica/escalas-termometricas.html 
 
 
 
A relação das três escalas: 
 
 
 
 
 
 
Quantidade de Calor Sensível (Q) 
É a quantidade de calor relacionada à variação da temperatura. 
Utilizada quando NÃO há mudança de fase. 
𝑄 = 𝑚. 𝑐. ∆𝑇 
Onde: 
Q: quantidade de calor sensível (cal, J); 
m: massa do corpo (g, kg); 
∆T: variação da temperatura (°C, K); 
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 Na expressão, a parte 𝑚. 𝑐 também é conhecida como 
capacidade calorífica (capacidade térmica), 𝑪 (J/K, J/°C, cal/°C, cal/K). 
𝑪 = 𝒎. 𝒄 
 
Assim, a expressão da quantidade de calor sensível pode ficar: 
𝑄 = 𝐶. ∆𝑇 
 
Se ∆𝑇 é positivo há 
aumento da 
Temperatura 
Q é positivo 
O corpo recebeu 
energia na forma calor. 
Se ∆𝑇 é negativo há 
diminuição da 
Temperatura 
Q é negativo 
O corpo liberou energia 
na forma de calor. 
 
Exemplo: 
Um calorímetro sofre uma variação de temperatura de 20°C quando 
absorve uma quantidade de calor de 100 J. 
 
a) Qual a capacidade térmica desse calorímetro? 
 
Informações: 
Q = 100 J 
∆T = 20°C 
C = ? 
𝑄 = 𝐶. ∆𝑇 
𝐶 = 
𝑄
∆𝑇
=
100 𝐽
20°𝐶
= 5 𝐽/°𝐶 
 
b) Qual a quantidade de calor necessária para elevar em 50K a 
temperatura desse calorímetro? 
 
Informações: 
C = 5 J/°C 
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∆T = 50 K = 50°C (lembrando que variação de temperatura na escala 
Kelvin é igual que na escala Celsius) 
Q = ? 
𝑄 = 𝐶. ∆𝑇 
𝑄 = (5
𝐽
°𝐶
) . (50°𝐶) = 250 𝐽 
 
 
 
Trocas de Energia na forma de Calor 
 
 Quando dois corpos trocam Energia na forma de Calor, por 
conservação de energia, a energia total é constante. 
 Dessa forma, dizemos que 
∑ 𝑄𝑟 + ∑ 𝑄𝑐 = 0 
Onde: 
Qr: quantidade de energia recebida na forma de calor; 
Qc: quantidade de energia cedida na forma de calor. 
Calor Latente 
Calor envolvido quando há mudança de fase. 
Quando uma substância absorve ou perde energia na forma de calor, 
nem sempre ocorrerá variação na temperatura. A quantidade de energia que 
não provoca variação na energia cinética média das moléculas da substância 
será responsável por mudar a reorganização das partículas da substância. 
Assim, pode ocorrer mudança no estado físico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Fonte: http://www.alunosonline.com.br/fisica/mudancas-estado-fisico.html 
 
Quando uma substância muda de estado físico, verifica-se que a razão 
entre a quantidade de calor transferida (Q) e a massa da substância (m) é 
constante. Este valor constante é denominado calor latente (L). 
 
𝐿 =
𝑄
𝑚
 
Ou 
𝑄 = 𝑚𝐿 
 
 
Q: quantidade de calor transferida (cal, J); 
m: massa da substância (g, kg); 
L: calor latente (cal/g, J/kg). 
 
É importante cuidar o sinal do Calor Latente. Quando há uma mudança 
de fase do Sólido para o Líquido ou do Líquido para o Gasoso, o calor latente 
será positivo, assim a quantidade de calor será positiva. Nesse caso o corpo 
recebe energia na forma de calor. Se for uma mudança de fase do estão 
gasoso para o líquido ou do líquido para o sólido, o calor latente será negativo. 
Nesse caso o corpo libera energia na forma de calor. 
Cada substância possui um valor de calor latente característico para a 
correspondente mudança de fase. No caso da água, o calor latente de fusão 
ou de solidificação é 3,33 x 105 J/kg, já o calor latente de condensação ou 
vaporização é 2,26 x 106 J/kg. 
 O gráfico abaixo representa temperatura x quantidade de calor. 
É importante notar que, quando ocorre mudança de estado, a temperatura 
permanece constante. 
 
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Fonte:http://frankimica.blogspot.com.br/2008/03/grficos-curvas-de-substncias-e-misturas.html 
 
 
 
 
Exemplo: 
 
Uma amostra de gelo de 0,2 kg está a -20°C a pressão atmosférica 
normal. (Dados: calor específico do gelo cg = 2,1 x 10³ J/kg.K; temperatura de 
fusão do gelo Tfg = 0°C; calor latente de fusão do gelo Lfg = 3,3 x 105 J/kg; calor 
específico da água 4,2 x 103 J/kg.K; temperatura de vaporização da água Tva 
= 100°C; calor latente de vaporização da água Lva = 2,3 x 106 J/kg; calor 
específico do vapor de água cva = 2 x 10³ J/kg.K). 
 
a) Determine a quantidade de calor necessária para transformar essa 
amostra de gelo em vapor a 120°C. 
 
Há cinco etapas para considerarmos: 
 
1ª etapa: o gelo, a -20°C, deve obter a temperatura correspondente de 
fusão, 0°C. Para isso, vamos calcular Q1 
 
𝑄1 = 𝑚. 𝑐. ∆𝑇 
𝑄1 = (0,2). (2,1𝑥10
3). (20) = 8,4 𝑥 10³ 𝐽 
 
2ª etapa: o gelo, a 0°C, deve se transformar em água. Assim, 
calcularemos a energia necessária Q2 
 
𝑄2 = 𝑚. 𝐿 
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𝑄2 = (0,2). (3,3 𝑥 10
5) = 6,6 𝑥 104 𝐽 
 
3ª etapa: para elevar a temperatura da água de 0°C a 100°C, será 
necessária a quantidade de energia Q3 
𝑄3 = 𝑚. 𝑐. ∆𝑇 
𝑄3 = (0,2). (4,2 𝑥 10
3). (100) = 8,4 𝑥 104 𝐽 
 
4ª etapa: Q4, energia necessária para transformar água líquida, a 
100°C, em vapor 
 
𝑄4 = 𝑚. 𝐿 
𝑄4 = (0,2). (2,3 𝑥 10
6) = 4,6 𝑥 105 𝐽 
 
5ª etapa: Q5, energia necessária para elevar a temperatura do vapor de 
água, a 100°C em 120°C 
 
𝑄5 = 𝑚. 𝑐. ∆𝑇 
𝑄5 = (0,2). (2 𝑥 10
3). (20) = 8 𝑥 103 𝐽 
Assim, a quantidade de calor necessária para transformar a amostra de 
gelo em vapor a 120°C é 
𝑄 = 𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 + 𝑄4 + 𝑄5 = 630 𝑥 10³𝐽 
 
 
b) Gráfico temperatura x quantidade de calor absorvida nessa 
transformação. 
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Processos de transferência de Energia na forma de Calor 
 Existem três processos de troca de calor: condução, convecção 
e irradiação. 
Condução 
Propagação de calor que ocorre, principalmente, nos sólidos; 
É notável,por exemplo, no aquecimento das panelas, em partes que 
não estavam em contato direto com a chama. 
 
 
 
Fonte: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=1671 
 
 
Abaixo, uma figura que representa a propagação de calor condução: 
 
 
Fonte: http://malucoporfsica.blogspot.com.br/2011/05/o-estudo-dos-fenomenos-de-transferencia.html 
 
 
Condutores térmicos 
Conduzem o calor rapidamente. Exemplo: os metais. 
 
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
0 100 200 300 400 500 600 700
Q (kJ)
T (°C)
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Isolantes térmicos 
São maus condutores de calor, ou seja, isolam a troca de calor por 
condução. Exemplos: a madeira, o plástico, lã,... 
Convecção 
Propagação de calor que ocorre nos fluidos (líquidos e gases). Neste 
processo, ocorre um deslocamento de matéria de uma região para a outra. 
Quando o fluido aquece a densidade diminui, assim a camada mais quente 
sobe, deslocando a parte fria para baixo (densidade maior), gerando assim 
as correntes de convecção: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: http://www.if.ufrgs.br/mpef/mef008/mef008_02/Berenice/aula3.html 
 
Irradiação 
Processo de troca de calor que não precisa de meio para se propagar. 
Sem esse processo não haveria vida no planeta Terra. As irradiações de 
calor que chegam do Sol estão entre as frequências de 10¹¹ a 4 x 10¹4 Hz 
que corresponde ao infravermelho. 
 
 
Fonte: http://conhecendoseuautomovel.blogspot.com.br/2011/04/formas-de-propagacao-do-calor-em_15.html 
 
 
 
Dilatação térmica 
É o aumento das dimensões do corpo devido ao aumento de 
temperatura. 
Dilatação Linear 
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A dilatação linear analisa apenas uma dimensão do sólido. Quando 
uma barra sólida de comprimento inicial Lo sofrer uma variação de 
temperatura ∆T, haverá uma variação no comprimento ∆L (∆L = L – Lo, para 
L, comprimento final, e Lo, comprimento inicial). Neste caso, ∆L representa 
a dilatação linear. 
 
Fonte: http://servlab.fis.unb.br/matdid/2_2006/ajalmeida/termica/principal2.htm 
 
 
A dilatação linear é calculada pela expressão: 
∆𝐿 = 𝐿𝑜 . 𝛼. ∆𝑇 
 
Onde: 
Lo: comprimento inicial; 
α: coeficiente de dilatação linear; 
∆T: variação da temperatura. 
 
 
Dilatação superficial 
Neste caso, leva-se em conta a variação da área da superfície ∆A (∆A 
= A – Ao, para A, área final, e Ao, área inicial) devido à variação da 
temperatura (∆T)). 
 
 
Fonte: http://www.geocities.ws/saladefisica8/termologia/superficial.html 
 
 
A expressão para calcular a dilatação superficial (∆A) é dada por 
∆𝐴 = 𝐴𝑜 . 𝛽. ∆𝑇 
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Onde: 
Ao: área inicial; 
β: coeficiente de dilatação superficial; 
∆T: variação da temperatura; 
 
 Nesse caso, β = 2.α. 
 
Dilatação volumétrica 
Neste caso, leva-se em conta a variação do volume ∆V (∆V = V – Vo, 
para V, volume final, e Vo, volume inicial) devido à variação da temperatura 
∆T. 
 
 
Fonte: http://educacao.globo.com/fisica/assunto/termica/dilatacao-termica.html 
 
 
A expressão para calcular a dilatação volumétrica (∆V) é dada por 
∆𝑉 = 𝑉𝑜 . 𝛾. ∆𝑇 
 
Onde: 
Vo: volume inicial; 
γ: coeficiente de dilatação volumétrica; 
∆T: variação da temperatura; 
 
 Nesse caso, γ = 3.α. 
Dilatação aparente 
Um recipiente com líquido, ao sofrer uma variação na temperatura, 
tanto o líquido quanto o recipiente sofrem diferença nas dimensões, ou seja, 
podem dilatar devido ao aumento de temperatura. Tal situação é notável 
quando, ao aquecer o conjunto (recipiente + líquido), há derramamento de 
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uma quantidade do líquido. A porção de líquido derramada é definida como 
dilatação aparente do líquido ∆Vaparente. 
 
 
 
Fonte: http://www.alunosonline.com.br/fisica/dilatacao-volumetrica.html 
 
 
 Já a dilatação real, ∆VReal, compreende tanto a aparente 
quanto a do recipiente ∆Vrecipiente. 
 
∆𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙 = ∆𝑉𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 + ∆𝑉𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 
Dilatação Anômala da Água 
Vimos que, ao aquecer um corpo, ocorre a dilatação, porém a água 
ao ser aquecida entre 0°C a 4°C contrai. Essa anomalia permite a vida 
marinha. Em 4°C, a densidade da água é máxima, 1g/cm³. Imagine um lago 
numa região bem fria. À medida que a temperatura do lago diminui, a 
densidade aumenta. Assim, há formação de correntes de convecção no 
lago, a porção fria desce, e a quente sobe. Quando a temperatura da água 
chega em 4°C (densidade máxima), o processo de convecção para. A 
superfície do mar congela e o gelo, por ser mau condutor de calor, não 
permite troca de energia da porção líquida com o meio. 
 
 
Fonte: http://amaraljair.blogspot.com.br/ 
 
 
 
Exercícios 
 
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01. Analise as proposições e indique 
a falsa. 
(A) O somatório de toda a energia de 
agitação das partículas de um corpo 
é a energia térmica desse corpo. 
(B) Dois corpos atingem o equilíbrio 
térmico quando suas temperaturas 
se tornam iguais. 
(C) A energia térmica de um corpo é 
função da sua temperatura. 
(D) Somente podemos chamar de 
calor a energia térmica em trânsito; 
assim, não podemos afirmar que um 
corpo contém calor. 
(E) A quantidade de calor que um 
corpo contém depende de sua 
temperatura e do número de 
partículas nele existentes. 
 
02. (Ufes) Para resfriar um líquido, é 
comum colocar a vasilha que o 
contém dentro de um recipiente com 
gelo. Para que o resfriamento seja 
mais rápido, é conveniente que a 
vasilha seja metálica, em vez de ser 
de vidro, porque o metal apresenta, 
em relação ao vidro, um maior valor 
de 
(A) condutividade térmica. 
(B) calor específico. 
(C) coeficiente de dilatação térmica. 
(D) energia interna. 
(E) calor latente de fusão. 
 
03. (UFSC) Identifique a(s) 
proposição(ões) verdadeira(s). 
(01) Um balde de isopor mantém o 
refrigerante gelado porque impede a 
saída do frio. 
(02) A temperatura de uma escova 
de dentes é maior que a temperatura 
da água da pia; mergulhando-se a 
escova na água, ocorrerá uma 
transferência de calor da escova 
para a água. 
(04) Se tivermos a sensação de frio 
ao tocar um objeto com a mão, isso 
significa que esse objeto está a uma 
temperatura inferior à nossa. 
(08) Um copo de refrigerante gelado, 
pousado sobre uma mesa, num 
típico dia de verão, recebe calor do 
meio ambiente até ser atingido o 
equilíbrio térmico. 
(16) O agasalho, que usamos em 
dias frios para nos mantermos 
aquecidos, é um bom condutor de 
calor. 
(32) Os esquimós, para se proteger 
do frio intenso, constroem abrigos de 
gelo porque o gelo é um isolante 
térmico. 
Dê como resposta a soma dos 
números associados às proposições 
corretas. 
 
04. (UFRGS-1995) Se todo ar fosse 
retirado do interior de um recipiente 
de vidro cheio de esferas, também 
de vidro, seria possível a 
propagação do calor, através dele, 
apenas por 
 
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(A) condução. 
(B) radiação. 
(C) convecção e radiação 
(D) convecção e condução. 
(E) condução e radiação. 
 
05. (UFPR-PR) Analise as seguintes 
afirmações sobre conceitos de 
termologia: 
I) Calor é uma forma de energia. 
II) Calor é o mesmo que 
temperatura. 
III) A grandeza que permite informar 
se dois corpos estão em equilíbrio 
térmico é a temperatura. Está(ão) 
correta(s) apenas 
(A) I. 
(B) II. 
(C) III. 
(D) I e II.(E) I e III. 
 
06. (FMTM-MG) A fim de diminuir o 
risco de explosão durante um 
incêndio, os botijões de gás 
possuem um pequeno pino com 
aspecto de parafuso, conhecido 
como plugue fusível. Uma vez que a 
temperatura do botijão chegue a 
172ºF, a liga metálica desse 
dispositivo de segurança se funde, 
permitindo que o gás escape. Em 
termos de nossa escala habitual, o 
derretimento do plugue fusível 
ocorre, aproximadamente, a 
(A) 69ºC. 
(B) 78ºC. 
(C) 85ºC. 
(D) 96ºC. 
(E) 101ºC. 
 
07. (PUC-RJ-2010) Temperaturas 
podem ser medidas em graus 
Celsius (oC) ou Fahrenheit (oF). Elas 
têm uma proporção linear entre si. 
Temos: 32o F = 0o C; 20oC = 68o F. 
Qual a temperatura em que ambos 
os valores são iguais? 
(A) 40. 
(B) −20. 
(C) 100. 
(D) −40. 
(E) 0. 
 
08. (PUC-SP-09) Ana, em sua casa 
de praia, deseja ferver 2 litros de 
água numa chaleira de alumínio de 
500 g, ambos na 
temperaturaambiente de 25°C. No 
entanto, seu botijão de gás natural 
possui apenas 1% da sua 
capacidade total. 
Considerando a perda de calor para 
o meio ambiente de 35%, a 
quantidade de gás disponível é? 
(Considere: densidade da água = 1 
g/cm3, calor específico da água = 1,0 
cal/g°C, calor específico do alumínio 
= 0,2 cal/g°C, capacidade total do 
botijão = 13 kg ou 31 litros, calor de 
combustão do gás natural = 12.000 
kcal/kg). 
(A) Suficiente, afinal ela necessita de 
aproximadamente 10 gramas. 
(B) Suficiente, afinal ela necessita de 
aproximadamente 20 gramas. 
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(C) Suficiente, afinal ela necessita de 
aproximadamente 30 gramas. 
(D) Insuficiente, já que ela precisa de 
200 gramas. 
(E) Insuficiente, já que ela precisa de 
300 gramas. 
 
09. (ENEM-2009) Durante uma ação 
de fiscalização em postos de 
combustíveis, foi encontrado um 
mecanismo inusitado para enganar o 
consumidor. Durante o inverno, o 
responsável por um posto de 
combustível compra álcool por R$ 
0,50 /litro, a uma temperatura de 5 
°C. Para revender o líquido aos 
motoristas, instalou um mecanismo 
na bomba de combustível para 
aquecê-lo, para que atinja a 
temperatura de 35 °C, sendo o litro 
de álcool revendido a R$ 1,60. 
Diariamente o posto compra 20 mil 
litros de álcool a 5 °C e os revende. 
Com relação à situação hipotética 
descrita no texto e dado que o 
coeficiente de dilatação volumétrica 
do álcool é de 1 × 10-3 °C-1 , 
desprezando-se o custo da energia 
gasta no aquecimento do 
combustível, o ganho financeiro que 
o dono do posto teria obtido devido 
ao aquecimento do álcool após uma 
semana de vendas estaria entre 
 
(A) R$500,00 e R$1.000,00. 
(B) R$1.050,00 e R$1.250,00. 
(C) R$4.000,00 e R$5.000,00. 
(D) R$6.000,00 e R$6.900,00. 
(E) R$7.000,00 e R$7.950,00. 
 
10. (Enem-MEC) Numa área de 
praia, a brisa marítima é uma 
consequência da diferença no tempo 
de aquecimento do solo e da água, 
apesar de ambos estarem 
submetidos às mesmas condições 
de irradiação solar. No local (solo) 
que se aquece mais rapidamente, o 
ar fica mais quente e sobe, deixando 
uma área de baixa pressão, 
provocando o deslocamento do ar da 
superfície que está mais fria (mar). 
 
À noite, ocorre um processo 
inverso ao que se verifica durante 
o dia. 
Como a água leva mais tempo 
para esquentar (de dia), mas 
também leva mais tempo para 
esfriar (à noite), o fenômeno 
noturno (brisa terrestre) pode ser 
explicado da seguinte maneira: 
 
(a) O ar que está sobre a água se 
aquece mais; ao subir, deixa uma 
área de baixa pressão, causando um 
deslocamento de ar do continente 
para o mar. 
(b) O ar mais quente desce e se 
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desloca do continente para a água, a 
qual não conseguiu reter calor 
durante o dia. 
(c) O ar que está sobre o mar se 
esfria e dissolve-se na água; forma-
se, assim, um centro de baixa 
pressão, que atrai o ar quente do 
continente. 
(d) O ar que está sobre a água se 
esfria, criando um centro de alta 
pressão que atrai massas de ar 
continental. 
(e) O ar sobre o solo, mais quente, é 
deslocado para o mar, equilibrando a 
baixa temperatura do ar que está 
sobre o mar. 
 
11. (ENEM) A refrigeração e o 
congelamento de alimentos são 
responsáveis por uma parte 
significativa do consumo de energia 
elétrica numa residência típica. Para 
diminuir as perdas térmicas de uma 
geladeira, podem ser tomados 
alguns cuidados operacionais: 
I. Distribuir os alimentos nas 
prateleiras deixando espaços vazios 
entre eles, para que ocorra a 
circulação do ar frio para baixo e do 
quente para cima. 
II. Manter as paredes do congelador 
com camada bem espessa de gelo, 
para que o aumento da massa de 
gelo aumente a troca de calor no 
congelador. 
III. Limpar o radiador ("grade" na 
parte de trás) periodicamente, para 
que a gordura e a poeira que nele se 
depositam não reduzam a 
transferência de calor para o 
ambiente. 
Para uma geladeira tradicional é 
correto indicar, apenas, 
(A) a operação I. 
(B) a operação II. 
(C) as operações I e II. 
(D) as operações I e III. 
(E) as operações II e III. 
 
12. (ENEM-MEC) Uma garrafa de 
vidro e uma lata de alumínio, cada 
uma contendo 330mL de 
refrigerante, são mantidas em u 
refrigerador pelo mesmo longo 
período de tempo. Ao retirá-las do 
refrigerador com as mãos 
desprotegidas, tem-se a sensação 
de que a lata está mais fria que a 
garrafa. É correto afirmar que 
(A) a lata está realmente mais fria, 
pois a cidade calorífica da garrafa é 
maior que a da lata. 
(B) a lata está de fato menos fria que 
a garrafa, pois o vidro possui 
condutividade menor que o alumínio. 
(C) a garrafa e a lata estão à mesma 
temperatura, possuem a mesma 
condutividade térmica, e a sensação 
deve-se à diferença nos calores 
específicos. 
(D) a garrafa e a lata estão à mesma 
temperatura, e a sensação é devida 
ao fato de a condutividade térmica 
do alumínio ser maior que a do vidro. 
(E) a garrafa e a lata estão à mesma 
temperatura, e a sensação é devida 
ao fato de a condutividade térmica 
do vidro ser maior que a do alumínio. 
 
13. (ENEM-MEC-010) As cidades 
industrializadas produzem grandes 
proporções de gases como o CO2, o 
principal gás causador do efeito 
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estufa. Isso ocorre por causa da 
quantidade de combustíveis fósseis 
queimados, principalmente no 
transporte, mas também em 
caldeiras industriais. Além disso, 
nessas cidades concentram-se as 
maiores áreas com solos asfaltados 
e concretados, o que aumenta a 
retenção de calor, formando o que se 
conhece por “ilhas de calor”. Tal 
fenômeno ocorre porque esses 
materiais absorvem o calor e o 
devolvem para o ar sob a forma de 
radiação térmica. Em áreas urbanas, 
devido à atuação conjunta do efeito 
estufa e das “ilhas de calor”, espera-
se que o consumo de energia 
elétrica 
 
(A) diminua devido à utilização de 
caldeiras por indústrias 
metalúrgicas. 
(B) aumente devido ao bloqueio da 
luz do sol pelos gases do efeito 
estufa. 
(C) diminua devido à não 
necessidade de aquecer a água 
utilizada em indústrias. 
(D) aumente devido à necessidade 
de maior refrigeração de indústrias e 
residências. 
(E) diminua devido à grande 
quantidadede radiação térmica 
reutilizada. 
 
14. (PUC-RS) Numa cozinha, é fácil 
constatar que a temperatura é mais 
elevada próximo ao teto do que 
próximo ao chão, quando há fogo no 
fogão. Isso é devido ao fato de o 
 
(A) calor não se propagar para baixo. 
(B) calor não se propagar 
horizontalmente. 
(C) ar quente subir, por ser menos 
denso que o ar frio. 
(D) ar quente subir, por ser mais 
denso que o ar frio. 
(E) ar frio descer, por ser menos 
denso que o ar quente. 
 
15. (ENEM-MEC) O resultado da 
conversão direta de energia solar é 
uma das várias formas de energia 
alternativa de que se dispõe. O 
aquecimento solar é obtido por uma 
placa escura coberta por vidro, pela 
qual passa um tubo contendo 
água. A água circula, conforme 
mostra o esquema abaixo. 
 
Fonte: Adaptado de PALZ, 
Wolfgang, "Energia solar e fontes 
alternativas". Hemus, 1981. 
São feitas as seguintes afirmações 
quanto aos materiais utilizados no 
aquecedor solar: 
I. O reservatório de água quente 
deve ser metálico para conduzir 
melhor o calor. 
II. A cobertura de vidro tem como 
função reter melhor o calor, de forma 
semelhante ao que ocorre em uma 
estufa. 
III. A placa utilizada é escura para 
absorver melhor a energia radiante 
P á g i n a | 19 
 
do Sol, aquecendo a água com maior 
eficiência. 
Dentre as afirmações acima, pode-
se dizer que, apenas está (ão) 
correta(s) 
(A) I. 
(B) I e II. 
(C) II. 
(D) I e III. 
(E) II e III. 
 
16. (UFRGS) O gráfico representa, 
em um processo isobárico, a 
variação em função do tempo da 
temperatura de uma amostra de um 
elemento puro cuja massa é de 1,0 
kg, observada durante 9 minutos. A 
amostra está no estado sólido a 0°C 
no instante t=0 e é aquecida por uma 
fonte de calor que lhe transmite 
energia a uma taxa de 2,0 x 103 
J/min, supondo que não haja perda 
de calor. 
 
 
A partir dos dados do gráfico, pode-
se afirmar que esse elemento 
apresenta uma temperatura de fusão 
e um calor específico no estado 
líquido que são, respectivamente, 
(A) 70°C e 180 J/(kg.K). 
(B) 70°C e 200 J/(kg.K). 
(C) 40°C e 150 J/(kg.K). 
(D) 40°C e180 J/(kg.K). 
(E) 40°C e 200 J/(kg.K). 
 
17. (UFRGS) Materiais com 
mudança de fase são bastante 
utilizados na fabricação de tecidos 
para roupas termorreguladoras, ou 
seja, que regulam sua temperatura 
em função da temperatura da pele 
com a qual estão em contato. Entre 
as fibras do tecido, são incluídas 
microcápsulas contendo, por 
exemplo, parafina, cuja temperatura 
de fusão está próxima da 
temperatura de conforto da pele, 
31°C. Considere que um atleta, para 
manter sua temperatura interna 
constante enquanto se exercita, 
libere 1,5 x 104J de calor através da 
pele em contato com a roupa 
termorreguladora e que o calor de 
fusão da parafina é LF=2,0 x 105J/kg. 
Para manter a temperatura de 
conforto da pele, a massa de 
parafina encapsulada deve ser de, 
no mínimo, 
(A) 500 g. 
(B) 450 g. 
(C) 80 g. 
(D) 75 g. 
(E) 13 g. 
 
18. (UFRGS) Duas esferas maciças 
e homogêneas, X e Y, de mesmo 
volume e materiais diferentes, estão 
ambas na mesma temperatura T. 
Quando ambas são sujeitas a uma 
mesma variação de temperatura ΔT, 
os volumes de X e Y aumentam de 
P á g i n a | 20 
 
1% e 5%, respectivamente. A razão 
entre os coeficientes de dilatação 
linear dos materiais de X e Y, αx/αy, 
é 
(A) 1. 
(B) 1/2. 
(C) 1/4. 
(D) 1/5. 
(E) 1/10. 
 
19. (UFRGS) Em um calorímetro são 
colocados 2,0 kg de água, no estado 
líquido, a uma temperatura de 0°C. A 
seguir, são adicionados 2,0 kg de 
gelo, a uma temperatura não 
especificada. Após algum tempo, 
tendo sido atingido o equilíbrio 
térmico, verifica-se que a 
temperatura da mistura é de 0 ºC e 
que a massa de gelo aumentou em 
100 g. Considere que o calor 
específico do gelo (c = 2,1 kJ/kg.°C) 
é a metade do calor específico da 
água e que o calor latente de fusão 
do gelo é de 330 kJ/kg; e 
desconsidere a capacidade térmica 
do calorímetro e a troca de calor com 
o exterior. Nessas condições, a 
temperatura do gelo que foi 
inicialmente adicionado à água era, 
aproximadamente, 
(A) 0°C. 
(B) − 6,2° C. 
(C) − 9,3° C. 
(D) − 1,6° C. 
(E) − 9,7° C. 
 
20. (UFRGS) O gráfico abaixo 
representa o calor absorvido por 
unidade de massa, Q/m, em função 
das variações de temperatura ΔT 
para as substâncias ar, água e 
álcool, que recebem calor em 
processos em que a pressão é 
mantida constante. 
 
(Considere que os valores de calor 
específico do ar, do álcool e da água 
são, respectivamente, 1,0 kJ/kg.ºC., 
2,5 kJ/kg.ºC e 4,2 kJ/kg.ºC.) .Com 
base nesses dados, é correto afirmar 
que as linhas do gráfico identificadas 
pelas letras X, Y e Z, representam, 
respectivamente, 
(A) o ar, o álcool e a água. 
(B) o ar, a água e o álcool. 
(C) a água, o ar e o álcool. 
(D) a água, o álcool e o ar. 
(E) o álcool, a água e o ar. 
 
21. (UFRGS) Uma mesma 
quantidade de calor Q é fornecida a 
massas iguais de dois líquidos 
diferentes, 1 e 2. Durante o 
aquecimento, os líquidos não 
alteram seu estado físico e seus 
calores específicos permanecem 
constantes, sendo tais que c1 = 5 c2. 
Na situação acima, os líquidos 1 e 2 
sofrem, respectivamente, variações 
de temperatura ΔT1 e ΔT2, tais que 
ΔT1 é igual a 
P á g i n a | 21 
 
(A) ΔT2 /5. 
(B) 2 ΔT2 /5. 
(C) ΔT2. 
(D) 5 ΔT2 /2. 
(E) 5ΔT2. 
 
22. (UFRGS) Uma amostra de uma 
substância encontra-se, 
inicialmente, no estado sólido na 
temperatura T0. Passa, então, a 
receber calor até atingir a 
temperatura final Tf , quando toda a 
amostra já se transformou em vapor. 
O gráfico abaixo representa a 
variação da temperatura T da 
amostra em função da quantidade de 
calor Q por ela recebida. 
 
Considere as seguintes afirmações, 
referentes ao gráfico. 
I - T1 e T2 são, respectivamente, as 
temperaturas de fusão e de 
vaporização da substância. 
II - No intervalo X, coexistem os 
estados sólido e líquido da 
substância. 
III - No intervalo Y, coexistem os 
estados sólido, líquido e gasoso da 
substância. 
 
Quais estão corretas? 
(A) Apenas I. 
(B) Apenas II. 
(C) Apenas III. 
(D) Apenas I e II. 
(E) I, II e III. 
 
23. (UFRGS) Considere as 
afirmações abaixo, referentes aos 
três processos de transferência de 
calor. 
I - A radiação pode ser refletida pelo 
objeto que a recebe. 
II - A condução ocorre pela 
propagação de oscilações dos 
constituintes de um meio material. 
III - A convecção ocorre apenas 
em fluidos. 
Quais estão corretas? 
Quais estão corretas? 
(A) Apenas II e III. 
(B) I, II e III. 
(C) Apenas III. 
(D) Apenas I e II. 
(E) Apenas I. 
 
24. (UFRGS) Um corpo de alumínio e outro de ferro possuem massas mAl e mFe, 
respectivamente. Considere que o calor específico do alumínio é o dobro do calor 
específico do ferro. Se os dois corpos, ao receberem a mesma quantidade de 
P á g i n a | 22 
 
calor Q, sofrem a mesma variação de temperatura ∆T, as massas dos corpos 
são tais que 
(A) mAl = 4 mFe. 
(B) mAl = 2 mFe. 
(C) mAl = mFe. 
(D) mAl = mFe/2. 
(E) mAl = mFe/4. 
 
25. (UFRGS) De maneira geral, pode-se afirmar que corpos sólidos dilatam-se 
ao serem aquecidos. Para fins práticos, e dependendo da formado corpo, muitas 
vezes o estudo da dilatação pode restringir-se à avaliação da dilatação linear do 
corpo. Assim, uma barra de determinado metal, com comprimento L0 à 
temperatura ambiente, sofre uma variação ΔL no seu comprimento quando 
submetida a uma variação de temperatura ∆T. 
O gráfico abaixo mostra o comportamento da razão ∆L / L0 para essa barra, em 
função da variação de temperatura ∆T. 
 
Quando um disco do mesmo metal, de área A0 à temperatura ambiente, é 
submetido a uma variação de temperatura ΔT, sua área sofre uma variação ΔA. 
Assinale o gráfico que melhor representa o comportamento da 
razão ∆A / A0 desse disco, em função da variação da temperatura ∆T. 
 
 (A) 
P á g i n a | 23 
 
 
 (B) 
 
 (C) 
 
 (D) 
P á g i n a | 24 
 
 
 (E) 
 
26. (UFRGS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do 
enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Em um forno de microondas, 
são colocados 250 ml de água à temperatura de 20 ºC. Após 2 minutos, a água 
atinge a temperatura de 100.ºC. A energia necessária para essa elevação de 
temperatura da água é ........ . Considerando-se que a potência de energia 
elétrica consumida pelo forno é de 1400 W, a eficiência atingida no processo de 
aquecimento da água é de ........ .(Dados: o calor específico da água é 
4,2 kJ/kg.°C, e a densidade da água é 1,0 kg/l.) 
 
(A) 3,36 kJ – 10% 
(B) 3,36 kJ – 12% 
(C) 8,4 kJ – 5% 
(D) 84,0 kJ – 3% 
(E) 84,0 kJ – 50% 
 
Instrução: As questões 27 e 28 referem-se ao enunciado abaixo. 
Dois cubos metálicos com dimensões idênticas, um de ouro (A), outro de chumbo 
(B), estão sobre uma placa aquecedora, inicialmente em temperatura 
P á g i n a | 25 
 
ambiente. A tabela abaixo apresenta algumas das propriedades térmicas desses 
dois materiais. 
Propriedades 
térmicas 
A 
ouro 
B 
chumbo 
Condutividade térmica 
(W/(m×K)) 
317 35 
Coeficiente de 
dilatação linear 
(10-6/K) 
15 29 
Calor específico 
(J/(kg×K)) 
130 130 
Densidade / Massa 
específica 
(kg/m3) 
19600 11400 
 
27. (UFRGS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do 
texto abaixo, na ordem em que aparecem. 
No topo de cada cubo é colocada uma cabeça de fósforo que fica em 
contato direto com o cubo. Os dois cubos são aquecidos a uma temperatura final 
levemente superior à de ignição do fósforo. Com base nos dados da tabela, 
conclui-se que o fósforo acenderá primeiro no cubo ........ e que a aresta do cubo 
A será ........ do cubo B no estado de equilíbrio térmico. 
 
(A) A – menor que a 
(B) A – maior que a 
(C) B – maior que a 
(D) B – menor que a 
(E) A – igual à 
28. (UFRGS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do 
texto abaixo, na ordem em que aparecem. 
Em outro experimento, a cada um dos cubos é fornecida, 
independentemente, a mesma quantidade de calor. A temperatura final do cubo 
A será ........ que a do B, e a variação de energia interna dos cubos será ........ . 
 
(A) maior – positiva 
(B) maior – negativa 
(C) maior – zero 
(D) menor – zero 
P á g i n a | 26 
 
(E) menor – positiva 
 
29. (UFRGS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do 
texto a seguir, na ordem em que aparecem. 
A figura que segue representa um anel de alumínio homogêneo, de raio 
interno Ra e raio externo Rb, que se encontra à temperatura ambiente. 
 
Se o anel for aquecido até a temperatura de 200 °C, o raio Ra.................. e o 
raio Rb.................. . 
(A) Aumentará – aumentará. 
(B) Aumentará – permanecerá constante. 
(C) Permanecerá constante – aumentará. 
(D) Diminuirá – aumentará. 
(E) Diminuirá – aumentará. 
 
30. (UFRGS) Qual a quantidade de calor necessária para transformar 10 g de 
gelo à temperatura de 0 ºC em vapor à temperatura de 100 ºC? (Considere que 
o calor específico da água é ca = 4,2 J/g.ºC, o calor de fusão do gelo é Lg = 336 
J/g e o calor de vaporização da água é Lv = 2.268 J/g.) 
 
 
(A) 4.200 J. 
(B) 7.560 J. 
(C) 22.680 J. 
(D) 26.040 J. 
(E) 30.240 J. 
 
Gabarito: 
01. E 
02. A 
03. 46 
04. B 
05. E 
06. B 
07. D 
08. B 
09. D 
10. A 
11. D 
12. D 
13. D 
14. C 
15. E 
16. E 
17. D 
18. D 
19. E 
20. A 
21. A 
22. D 
23. B 
24. D 
25. A 
26. E 
27. A 
28. E 
29. A 
30. E