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Questão FC784500

Em um laboratório de termofísica, um técnico coloca uma amostra de 200 g de uma substância pura, inicialmente no estado sólido a -20 °C, em um calorímetro de capacidade térmica des

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Instituto AOCP · 2026

Em um laboratório de termofísica, um técnico coloca uma amostra de 200 g de uma substância pura, inicialmente no estado sólido a -20 °C, em um calorímetro de capacidade térmica desprezível. Uma fonte térmica fornece calor a uma potência constante de 120 cal/s. O técnico registra a temperatura T da amostra em função do tempo t e obtém os seguintes dados:

 
  • De t = 0 a t = 50s: a temperatura sobe de -20 °C à 0 °C.
  • De t = 50s a t = 250s: a temperatura permanece constante enquanto a substância funde completamente.
  • De t = 250s a t = 300s: a temperatura da fase líquida sobe de 0 °C até 30 °C.
 

Com base na análise dos dados, assinale a alternativa que apresenta correta e respectivamente os calores específicos (sólido e líquido) e o calor latente de fusão dessa substância.

  1. 1,5 cal/g°C, 120 cal/g, 1,0 cal/g°C.
  2. 1,0 cal/g°C, 120 cal/g, 1,5 cal/g°C.
  3. 1,5 cal/g°C, 150 cal/g, 1,0 cal/g°C.
  4. 1,0 cal/g°C, 150 cal/g, 1,5 cal/g°C
  5. 1,5 cal/g°C, 120 cal/g, 1,5 cal/g°C.
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Gabarito

A

Comentário do professor

Dados: massa \(m=200\) g e potência \(P=120\) cal/s.

De 0 a 50 s a amostra aquece de -20 °C a 0 °C. Energia fornecida \(Q=P\cdot t=120\cdot50=6000\) cal. O calor específico do sólido é dado por \(c_s=\dfrac{Q}{m\Delta T}\). Substituindo: \(c_s=\dfrac{6000}{200\cdot20}=1{,}5\) cal/g°C.

De 50 a 250 s ocorre a fusão em tempo 200 s, com \(Q=120\cdot200=24000\) cal. O calor latente por grama é \(L=\dfrac{Q}{m}=\dfrac{24000}{200}=120\) cal/g.

De 250 a 300 s o líquido aquece de 0 °C a 30 °C: \(Q=120\cdot50=6000\) cal. O calor específico do líquido é \(c_\ell=\dfrac{Q}{m\Delta T}=\dfrac{6000}{200\cdot30}=1{,}0\) cal/g°C.

Portanto os valores são c_s = 1,5 cal/g°C, L = 120 cal/g e c_ℓ = 1,0 cal/g°C, conforme a alternativa.

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