{"id":53983,"date":"2021-08-26T09:00:00","date_gmt":"2021-08-26T12:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.estrategiavestibulares.com.br\/?p=53983"},"modified":"2024-09-26T14:30:14","modified_gmt":"2024-09-26T17:30:14","slug":"calorimetria-no-enem","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/calorimetria-no-enem\/","title":{"rendered":"Calorimetria no Enem: conceitos, escalas, equil\u00edbrio e mais!"},"content":{"rendered":"<p>As din&acirc;micas de energia, as trocas de calor e os equil&iacute;brios t&eacute;rmicos influenciam no cotidiano de todos os seres vivos. Por isso, a calorimetria &eacute; um ramo muito estudado da f&iacute;sico-qu&iacute;mica e aparece no Enem com frequ&ecirc;ncia.<p>Para te ajudar a compreender os diversos aspectos desse tema, o Estrat&eacute;gia Vestibulares desenvolveu um resumo com os principais conceitos e defini&ccedil;&otilde;es calorim&eacute;tricas. Confira!<\/p><div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_76 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-transparent ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\"><p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Navegue pelo conte\u00fado<\/p>\n<\/div><nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/calorimetria-no-enem\/#O-que-e-calorimetria\" >O que &eacute; calorimetria?<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/calorimetria-no-enem\/#Principais-temas-sobre-calorimetria-no-Enem\" >Principais temas sobre calorimetria no Enem<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/calorimetria-no-enem\/#Questoes-sobre-Calorimetria-no-Enem\" >Quest&otilde;es sobre Calorimetria no Enem<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/calorimetria-no-enem\/#Veja-tambem\" >Veja tamb&eacute;m:<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-o-que-e-calorimetria\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"O-que-e-calorimetria\"><\/span>O que &eacute; calorimetria?<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A calorimetria &eacute; o <strong>estudo das din&acirc;micas de calor que ocorrem entre os corpos.<\/strong> Por meio dela, &eacute; poss&iacute;vel analisar temperaturas de equil&iacute;brio, transfer&ecirc;ncias de energia, capacidades t&eacute;rmicas e mudan&ccedil;as de estado f&iacute;sico.&nbsp;<\/p><p>Portanto, a calorimetria traz conceitos como as escalas termom&eacute;tricas, mudan&ccedil;as de estados &mdash; l&iacute;quido, gasoso e s&oacute;lido &mdash; equil&iacute;brio t&eacute;rmico e outros temas.&nbsp;<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-principais-temas-sobre-calorimetria-no-enem\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Principais-temas-sobre-calorimetria-no-Enem\"><\/span>Principais temas sobre calorimetria no Enem<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>O <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/noticias\/enem-2021-prova-tem-3-milhoes-de-candidatos-confirmados\/\" target=\"_blank\">Enem <\/a>cobra, todos os anos, quest&otilde;es sobre calorimetria. A seguir, confira os principais t&oacute;picos do assunto.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-conceitos-de-calor-e-temperatura\">Conceitos de calor e temperatura<\/h3><p>A temperatura &eacute; uma grandeza f&iacute;sica que determina a agita&ccedil;&atilde;o das mol&eacute;culas. Quanto maior a excita&ccedil;&atilde;o molecular, maior a temperatura e o contr&aacute;rio &eacute; verdadeiro.&nbsp;<\/p><p>O calor &eacute; uma grande f&iacute;sica que representa a energia em transi&ccedil;&atilde;o entre os corpos. Por essa raz&atilde;o, esse conceito &eacute; dependente da exist&ecirc;ncia de dois ou mais materiais com diferentes temperaturas.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-escalas-termometricas-nbsp\">Escalas termom&eacute;tricas&nbsp;<\/h3><p>As escalas termom&eacute;tricas representam a temperatura ou energia t&eacute;rmica em um corpo.&nbsp;<\/p><p>As principais escalas s&atilde;o:<\/p><ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Celsius: <\/strong>baseia-se nos pontos de fus&atilde;o e ebuli&ccedil;&atilde;o da <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/quimica\/caracteristicas-da-agua\/\" target=\"_blank\">&aacute;gua<\/a>, entre 0&ordm;C a 100&ordm;C &mdash; pode apresentar temperaturas negativas;<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Fahrenheit<\/strong>: graduada entre 32&ordm;F e 212&ordm;F &mdash; tamb&eacute;m cont&eacute;m valores negativos ;e<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Kelvin: <\/strong>determinada entre 273K e 373K &mdash; n&atilde;o admite valores menores do que 0K, visto que essa &eacute; a temperatura mais baixa poss&iacute;vel (zero absoluto).<\/li>\n<\/ul><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-transferencias-de-calor\">Transfer&ecirc;ncias de calor<\/h3><p>As transfer&ecirc;ncias de calor acontecem quando o grau de agita&ccedil;&atilde;o das mol&eacute;culas dos corpos s&atilde;o diferentes. De forma geral, quanto maior a diferen&ccedil;a entre as temperaturas, maior a velocidade de movimenta&ccedil;&atilde;o do calor.&nbsp;<\/p><p>Nesse processo, o calor flui do corpo mais quente para o mais frio e s&oacute; &eacute; conclu&iacute;do quando as temperaturas dos corpos se igualam.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-equilibrio-termico\">Equil&iacute;brio t&eacute;rmico<\/h3><p>Ap&oacute;s o fim da transfer&ecirc;ncia de calor entre os corpos, a<strong> temperatura dos materiais deve se igualar<\/strong> &mdash; esse evento &eacute; denominado de equil&iacute;brio t&eacute;rmico e representa a situa&ccedil;&atilde;o ideal da calorimetria.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-calor-especifico\">Calor Espec&iacute;fico<\/h3><p>O calor espec&iacute;fico (c) &eacute; um <strong>valor determinado para cada subst&acirc;ncia e demonstra a capacidade de alterar sua temperatura(?)<\/strong>, conforme sua massa (m).&nbsp;<\/p><p>Ele aparece na f&oacute;rmula <strong>Q=m.c.&Delta;? <\/strong>e, geralmente, pode assumir diferentes unidades. Nas quest&otilde;es,o assunto se adequa de acordo com a necessidade do enunciado e pergunta.<\/p><p><strong>Exemplo: <span id=\"urn:enhancement-404880c5-bfb1-454e-95c9-d878e52a32f5\" class=\"textannotation disambiguated wl-thing\" itemid=\"https:\/\/data.wordlift.io\/wl110249\/entity\/calor\"><\/span><\/strong>calor espec&iacute;fico da &aacute;gua = 1 caloria.grama\/&ordm;C<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-mudancas-de-fase\">Mudan&ccedil;as de fase <\/h3><p>As mudan&ccedil;as de <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/quimica\/estados-da-materia\/\" target=\"_blank\">estado f&iacute;sico<\/a> est&atilde;o intimamente relacionadas com a calorimetria. Conforme <strong>o calor transita entre os elementos, o grau de agita&ccedil;&atilde;o das part&iacute;culas &eacute; modificado, o que permite a altera&ccedil;&atilde;o f&iacute;sica<\/strong>.&nbsp;<\/p><p>Quando o corpo recebe calor, a mudan&ccedil;a de fase pode ser do<\/p><ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Estado s&oacute;lido para o l&iacute;quido; e<\/li>\n\n\n\n<li>Estado l&iacute;quido para o gasoso.<\/li>\n<\/ul><p>Por outro lado, quando o material perde calor, a altera&ccedil;&atilde;o do estado f&iacute;sico pode acontecer do:<\/p><ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Estado gasoso para o l&iacute;quido; e<\/li>\n\n\n\n<li>Estado l&iacute;quido para o s&oacute;lido.<\/li>\n<\/ul><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-calor-latente\">Calor latente<\/h3><p>Calor latente (L) &eacute; a grandeza que dimensiona a <strong>transfer&ecirc;ncia de energia para a altera&ccedil;&atilde;o do estado f&iacute;sico em uma subst&acirc;ncia<\/strong>. Na f&oacute;rmula, ele aparece relacionado com a massa (m) e a quantidade de calor (Q)<\/p><p class=\"has-text-align-center\"><strong>Q=m.L<\/strong><\/p><p>Quando Q&gt;0, o material est&aacute; recebendo calor para alterar o estado f&iacute;sico.<br>Quando Q&lt;0, a subst&acirc;ncia est&aacute; cedendo calor enquanto altera seu estado f&iacute;sico.<\/p><p>Para melhor compreens&atilde;o, confira a imagem abaixo:<\/p><figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img decoding=\"async\" width=\"657\" height=\"476\" src=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/image-15.png\" alt=\"Calorimetria Enem - Estrat&eacute;gia Vestibulares\" class=\"wp-image-53984\" style=\"width:657px;height:476px\" srcset=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/image-15.png 657w, https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/image-15-300x217.png 300w, https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/image-15-380x275.png 380w\" sizes=\"(max-width: 657px) 100vw, 657px\" \/><\/figure><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-questoes-sobre-calorimetria-no-enem\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Questoes-sobre-Calorimetria-no-Enem\"><\/span>Quest&otilde;es sobre Calorimetria no Enem<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Para treinar seu conhecimento sobre Calorimetria e se acostumar com o modelo das quest&otilde;es cobradas pelo Enem, fa&ccedil;a o exerc&iacute;cio a seguir e acompanhe a resolu&ccedil;&atilde;o proposta pelo Estrat&eacute;gia Vestibulares.<\/p><p><strong>ENEM (Segunda aplica&ccedil;&atilde;o) 2017<\/strong><\/p><p>O aproveitamento da luz solar como fonte de energia renov&aacute;vel tem aumentado significativamente nos &uacute;ltimos anos. Uma das aplica&ccedil;&otilde;es &eacute; o aquecimento de &aacute;gua(?<sub>&aacute;gua<\/sub>=1kg\/L) para uso residencial. Em um local, a intensidade da radia&ccedil;&atilde;o solar efetivamente captada por um painel solar com &aacute;rea de 1m&sup2; &eacute; de 0,03 kW\/m&sup2;. O valor do calor espec&iacute;fico da &aacute;gua &eacute; igual a 4,2 kJ\/(kg&ordm;C).<\/p><p>Nessa situa&ccedil;&atilde;o, em quanto tempo &eacute; poss&iacute;vel aquecer 1 litro de &aacute;gua de 20&ordm;C at&eacute; 70&ordm;C?<\/p><p>a) 490 s<br>b) 2800 s<br>c) 6300 s<br>d) 7000 s<br>e) 9800 s<\/p><p>Para resolver essa quest&atilde;o, &eacute; importante reunir e organizar todas as informa&ccedil;&otilde;es descritas pelo enunciado:<\/p><ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Densidade <\/strong>da &aacute;gua: 1 kg\/L<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Intensidade <\/strong>de radia&ccedil;&atilde;o captada (ou pot&ecirc;ncia): 0,03 kW\/m<sup>2<\/sup>&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li><strong>&Aacute;rea do painel: <\/strong>1m<sup>2<\/sup><\/li>\n\n\n\n<li><strong>Calor espec&iacute;fico da &aacute;gua: <\/strong>&nbsp;4,2 kJ\/(kg&ordm;C)<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Volume de &aacute;gua que ser&aacute; aquecido: <\/strong>1 Litro<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Temperatura Final: <\/strong>70&ordm; C<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Temperatura Inicial: <\/strong>20&ordm;C<\/li>\n<\/ul><p>Como o exerc&iacute;cio aponta as unidades kJ\/(kg&ordm;C), &eacute; importante converter todas as grandezas para serem iguais e facilitar as contas.<\/p><p>Para isso, &eacute; importante lembrar que a unidade Watts (W) representa 1 Joule por segundo. Assim, P = 0,03kW\/m<sup>2 <\/sup>&nbsp;s&atilde;o P = 0,03 k(J\/s)\/m<sup>2<\/sup>, ou seja, <strong>P = 0,03 k.J\/m<\/strong><strong><sup>2<\/sup><\/strong><strong>.s<\/strong><\/p><p>Como a densidade da &aacute;gua &eacute; um 1kg\/L e deseja-se aquecer 1L de &aacute;gua, a massa de &aacute;gua &eacute; igual a 1 quilograma. A varia&ccedil;&atilde;o da temperatura, por sua vez, compreende a diferen&ccedil;a entre a temperatura final e inicial do l&iacute;quido:<\/p><p class=\"has-text-align-center\">Temperatura<sub>final<\/sub> &ndash; Temperatura<sub>inicial <\/sub>= &Delta;?<br>70&ordm;C &ndash; 20&ordm;C = &Delta;?<br><strong>&Delta;? = 50&ordm;C<\/strong><\/p><p>Dado que a quest&atilde;o pergunta o tempo de aquecimento com base em uma varia&ccedil;&atilde;o de temperatura e fornece o calor espec&iacute;fico, a f&oacute;rmula da calorimetria &eacute; muito &uacute;til:<\/p><p class=\"has-text-align-center\">Q= m.c.&Delta;?<br>Q=1.4,2.50<br><strong>Q=210 kJ&nbsp;<\/strong><\/p><p>Agora que j&aacute; sabemos a quantidade de calor necess&aacute;ria para aquecer a &aacute;gua, &eacute; necess&aacute;ria uma f&oacute;rmula que relacione o tempo (pedido na quest&atilde;o), o calor e a pot&ecirc;ncia do aquecedor:<\/p><p><strong>Pot&ecirc;ncia = Quantidade de calor \/ tempo<\/strong><\/p><p class=\"has-text-align-center\"><strong>P= Q\/&Delta;t<\/strong><br>0,03 = 210\/&Delta;t<br>0,03.&Delta;t=210<br>&Delta;t=210\/0,03<br><strong>&Delta;t=7000s<\/strong><\/p><p>Note que, ao manter as unidades do calor espec&iacute;fico e da pot&ecirc;ncia, o tempo referido fica em segundos, como pede o enunciado. Dessa forma, a<strong> alternativa correta &eacute; a letra D.<\/strong><\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-veja-como-o-estrategia-vestibulares-pode-te-ajudar\">Veja como o Estrat&eacute;gia Vestibulares pode te ajudar!<\/h3><p>Quer saber ainda mais sobre calor, temperatura, pot&ecirc;ncia e outros aspectos da calorimetria? Assista &agrave;s aulas de f&iacute;sica gratuitas do Estrat&eacute;gia Vestibulares no youtube:<\/p><figure class=\"wp-block-embed aligncenter is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<div class=\"cs-embed cs-embed-responsive\"><iframe title=\"Aula Especial de F&iacute;sica: Termologia - Calorimetria\" width=\"1200\" height=\"675\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/FGaBZrg8TK8?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/div>\n<\/div><\/figure><p>Gostou do conte&uacute;do e quer conhecer o material exclusivo do Estrat&eacute;gia? 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