Exercícios sobre capacidade térmica, calor específico e variação de temperatura com respostas para o ensino médio

01) O que significa dizer que um objeto tem capacidade térmica de 500 cal/°C?

Resposta: Se o objeto receber ou ceder uma quantidade de energia de 500 cal, sua 
temperatura variará 1,0°C.

02) Qual a capacidade térmica de um objeto que ao receber 5 000 cal, tem sua
temperatura elevada de 15°C para 40°C?

Resposta: 200 cal/°C

03) A capacidade térmica de um sistema A é  C_A = 100 cal/°C e de um sistema
B é  C_B = 300 cal/°C.

a) Se os dois sistemas receberem a mesma quantidade de energia, qual deles se
aquecerá mais?

Resposta: Sistema A

b) Qual a quantidade de energia necessária para provocar uma variação de
temperatura de 10°C em A? E em B?

Resposta: Em A: 1000cal     e em B: 3000cal.

04) Utilizando a tabela, determine qual das substâncias precisa absorver maior
quantidade de energia por grama para que sua temperatura varie 1,0°C.
                                                                      Resposta:     água

Substância	Calor Específico ( cal/g°C)
Água	1,00
Álcool	0,60
Alumínio	O,22
Carbono	0,12
Chumbo	0,031
Cobre	0,091
Ferro	0,11
Gelo	0,50
Latão	0,092
Madeira	O,42
Mercúrio	0,033
Ouro	0,032
Prata	0,056
Rochas	0,21
Vidro	0,16
Zinco	0,093

 Tabela: Calor específico à pressão constante.

05) O que significa dizer que o ouro tem calor específico 0,032 cal/g°C?

Resposta: Cada 1,0 g de ouro precisa ceder ou receber 0,032 cal de quantidade de 
energia para variar em 1,0°C sua temperatura.

06) Um objeto de massa 100 g recebe 91 cal de energia e sua temperatura sobe de
20°C para 30°C. Qual o calor específico da substância que constitui? Consulte a
tabela do exercício número 04 e de diga qual é essa substância.

Resposta: Cobre : calor específico 0,091 cal/g°C

07) Sabe-se que a areia da praia, num dia de verão, fica mais quente do que a água
do mar. Supondo que a quantidade de energia recebida do Sol seja a mesma para as
duas substâncias, qual delas tem calor específico maior?

Resposta: Por que o calor específico da água é maior que o da areia.

08) Se você bebe 200 g de água a 20°C, qual é a quantidade de energia absorvida
pela água se a temperatura de seu corpo é constante e vale 36,5°C? De onde provém
essa energia ? ( Veja o valor do calor específico da água na tabela do exercício número 04

Resposta: 3300 cal; do corpo humano

09) Em que condições a quantidade de energia transferida, na forma de calor, é negativa?

Resposta: Quando a temeperatura do objeto diminui, a quantidade de energia cedida 
por ele é negativa.

10) Imagine que dois objetos de 10 g, um de alumínio e outro de ferro, recebam 220 cal
cada um. Consulte a tabela do exercício 04 e calcule a variação de temperatura sofrida
por esses objetos.

Resposta: Do alumínio 100°C  e Do ferro 200°C

11) Misturam-se 200 g de água a 20°C com 400 g de água a 80°C, em um calorímetro.
Supondo que a temperatura de energia só se dê entre as porções, qual a temperatura de
equilíbrio térmico? Dado: ( calor específico da água 1,0 cal/g°C.)

Resposta: 60°C

12) Misturam-se 300 g de um metal a 100°C com 125 g de água a 20°C, em um calorímetro
de capacidade térmica desprezível. Sabendo-se que a temperatura de equilíbrio térmico
é 47,6°C, determine o calor específico do metal. ( Dado: calor específico da água 1,00 cal/g°C.)

Resposta: 0,22 cal/g°C

Exercícios sobre condução, convecção e irradiação processos de variação de temperatura condução térmica com respostas para o ensino médio

01) Por que um líquido ou um gás começam a se movimentar quando são aquecidos?

Porque a parte aquecida aumenta de volume e diminui sua densidade comparativamente 
à parte fria.

02) Duas bandejas foram colocadas em uma prateleira de geladeira . A parte da geladeira
abaixo desta prateleira começou a refrigerar muito mal. Por que isso aconteceu?

A colocação das bandejas não permite uma boa circulação do ar, o que dificulta o processo 
de convecção na parte que ficou abaixo delas.

03) Por que a energia interna de um líquido não é só composta de energia cinética?

Porque existe interação não desprezível entre suas moléculas.

04) Por que o aquecimento de um solido não ocorre pelo processo de convecção?

Porque os íons não podem deslocar-se de uma parte para outra do sólido. Eles só vibram 
em torno de uma posição de equilíbrio

05) Por que a comida é aquecida em panelas de metal e servida em travessas de cerâmica
ou vidro?

O metal é bom condutor, aquece e resfria rapidamente; por essa razão, não é conveniente 
servir a comida na panela. Já a cerâmica e o vidro, sendo isolantes, conservam por mais 
tempo a comida já aquecida.

06) Em física, é correto dizer que um agasalho é quente? Justifique sua resposta.

Não; ele é um bom isolante térmico, que evita a transferência de energia de nosso corpo 
para o ambiente.

07) Quais os fatores que influem na quantidade de energia transferida no processo
de condução?

Condutividade do material, espessura, área de contato, tempo de contato e diferença de 
temperatura.

08) Utilizando o modelo cinético-molecular, descreva as modificações no movimento dos
íons de um sólido durante o processo de condução.

Os íons da parte do sólido que é aquecida diretamente vibram mais intensamente do que 
os íons da outra parte. Como há interação entre todos eles, há transferência de energia 
para os mais lentos, fazendo-os vibrar e aumentando sua energia cinética.

09) O que diferencia a irradiação dos processos de convecção e de condução?

Ele pode ocorrer mesmo na ausência de matéria.

10) Por que o interior de um carro exposto ao sol fica muito quente?

Parte da luz que entra no carro é absorvida pelo estofamento, que é aquecido e emite 
radiação infravermelha. Essa radiação não consegue atravessar o vidro e fica dentro do 
carro, torando-o muito quente.

11) Em qual dos casos a seguir a propagação de energia se dá, principalmente, por condução?

a) Água quente que cai do chuveiro.
b) Fumaça que sobe pela chaminé.
c) Cigarro que se acende mediante o uso de uma lente que concentra os raios de sol sobre ele.
d) Xícara que se aquece com café.
e) Água aquecida numa panela sobre a chama, no fogão.

Letra d

12) Se você tivesse de entrar num forno quente, preferiria ir:

a) nu.
b) envolto em roupa de seda.
c) envolto em roupa de lã recoberta com alumínio.
d) envolto em roupa de lã.
e) envolto em roupa de linho.

Letra c

13) Determine quais sentenças são verdadeiras( V ) ou falsas ( F ):

a) Quando um gás é aquecido, sua energia interna aumenta.     V
b) Nos líquidos e sólidos, a energia interna é composta de energia cinética e potencial.   V
c) Nos sólidos, transferência de energia por diferença de temperatura ocorre
principalmente por condução.      V
d) Na convecção, a matéria vibra, mas não muda de lugar, indo de baixo para cima.     F
e) No vácuo, única forma de transmissão de energia é a condução.     F
f) A sensação de quente ou frio, que sentimos ao tocar objetos, está relacionada com
sua condutividade térmica.     V

14) Nas garrafas térmicas, há uma parede dupla de vidro. As parede são espelhadas e entre
elas há vácuo. Descubra a alternativa correta:

a) O vácuo entre as paredes evita perdas de energia por irradiação.
b) As paredes são espelhadas para evitar perdas de energia por condução.
c) As pardes são espelhadas para evitar perdas de energia por convecção.
d) O vácuo entre as paredes acelera o processo de convecção.
e) As paredes são espelhadas para evitar perdas de energia por radiação.

Letra e

Exercícios sobre transferência de calor, temperatura e matéria com respostas para o ensino médio

01) Como a teoria do calórico explica o equilíbrio térmico atingindo, após a mistura,
entre duas amostras de água, inicialmente a temperaturas diferentes?

Admitindo que uma substância chamada calor ou calórico tenha sido transferido da 
amostra mais quente para a mais fria.

02) A teoria do calórico consegue explicar o processo de aquecimento obtido com o
atrito?Justifique sua resposta.

Não; neste caso, o calor está sendo produzido no processo e não transferido de um 
um objeto para outro.

03) Quais as duas hipóteses fundamentais da teoria cinética-molecular da matéria?

a) a matéria é constituída de moléculas;
b) tais moléculas estão em movimento caótico ou desordenado.

04) Como é compreendida a interação entre as moléculas na matéria no estado
gasoso, na teoria cinético-molecular?

Um aglomerado de moléculas em movimento caótico tem pouquíssima interação entre si, 
porque elas se chocam em curtos intervalos, ficando separados quase todo o tempo.

05) Como a teoria cinético-molecular da matéria define a temperatura de um gás?

A temperatura, segundo esta teoria, é a grandeza que informa o grau de agitação das 
moléculas que formam o gás.

06) A televisão noticia que a temperatura em Nova York chegou aos 104 graus F. Esta
temperatura equivale a:    letra b

a) 44°C
b) 40°C
c) 36°C
d) 30°C
e) 0°C

07) Existe alguma temperatura com o mesmo valor na escala Celsius e na escala
Kelvin? Se existe, qual é?

Sim; - 40°

08) Existe alguma temperatura com o mesmo valor na escala Celsius e na escala
Fahrenheit?

Não

09) No que consiste a energia interna para a matéria no estado gasoso?

No estado gasoso, a energia interna das moléculas é sua energia cinética total.

10) Como a teoria cinético-molecular da matéria explica o equilíbrio térmico de duas
amostras de gás, inicialmente a temperatura diferentes?

Como as moléculas da amostra de gás em movimento, haverá choques entre elas, 
responsáveis pela transferência de parte da energia cinética das moléculas mais 
aquecidas para as menos aquecidas. Após um certo tempo, as moléculas adquirirão,
em média, a mesma energia cinética. Nesse momento, fisicamente foi atingido o 
equilíbrio térmico, isto é, possuem a mesma temperatura.

11) O que deve acontecer para que a temperatura de um objeto varie?

Esse objeto deve receber energia, variando sua energia interna.

12) Defina calor.

Calor é a transferência de energia de um sistema a outro, devido somente à diferença 
de temperatura entre eles.

13) Quando dois sistemas atingem o equilíbrio térmico, o que acontece com a
transferência de energia?

A transferência de energia na forma de calor não ocorrerá mais.

14) Cite duas maneiras possíveis de transferir energia de um sistema para outro.

Pelo trabalho de uma força e pelo calor.

15) Quando uma broca fura uma parede, há transferência de energia? Justifique
sua resposta.

Sim; a energia elétrica transforma-se em cinética de rotação e em energia interna da 
broca e da parede.

16) Qual é a diferença entre calor e temperatura?

Temperatura mede o grau de agitação das partículas de um sistema; calor é transferência
de energia entre dois sistemas com graus de agitação diferentes.

Exercícios sobre correntes elétricas campo magnético, voltímetro e galvanômetro com respostas física para o ensino médio

01) Qual foi a contribuição do trabalho de Ampère ao estudo dos fenômenos
elétricos e magnéticos?

Segundo Ampère, um fio com corrente elétrica cria um campo magnético na região 
ao seu redor. Outro fio, neste campo, fica sujeito à ação de uma força magnética se 
nele se estabelecer uma corrente elétrica. Desse modo, Ampère demonstrava não ser 
necessária a presença de imãs ou bússolas para se observar atração ou repulsão 
magnética.

02) Como é interpretada a interação entre correntes? Que papel é atribuído
ao campo magnético?

A interação entre duas ou mais correntes elétricas em condutores diferentes é 
interpretada como a ação de uma força de natureza magnética, que pode ser atrativa
( correntes no mesmo sentido ) ou repulsiva ( correntes em sentido opostos ). 
Ao campo magnético criado por elas, é atribuído o papel de medidor nessa 
interação.

03) No que consiste um eletroímã?

Em um fio condutor de corrente elétrica enrolado em um metal composto de ferro. 
Quando uma corrente elétrica é estabelecida no fio, o metal magnetiza-se, intensificando 
o campo magnético na região ao redor do eletroímã. 

04) Explique o princípio de funcionamento do galvanômetro.

A corrente elétrica no circuito fixado ao eixo do galvanômetro fica sujeita a uma força 
magnética, devido ao campo criado pelo ímã permanente. Essa força provoca o giro 
do circuito, deslocando o ponteiro ficado ao eixo.

05) Como um galvanômetro pode ser utilizado como medidor decorrente elétrica?

Conectando ao galvanômetro outro circuito elétrico contendo um resistor ligado em 
paralelo ao eletrímã. A resistência elétrica desse resistor é muito pequena, comparada à 
do eletroímã fixado ao eixo.

06) Como um galvanômetro pode utilizado como voltímetro?

Conectando um circuito contendo um resistor ligado em série ao do eletroímã fixado 
ao eixo. Nesse caso, a resistência desse resistor deve ter um grande valor quando 
comparada à do eletrímã.

07) Por que o eixo do galvanômetro não realiza uma volta completa?

Mesmo que o ponteiro do galvanômetro não encontrasse obstáculo no fundo da escala 
de medida, não completaria uma volta, porque a compressão da mola equilibrará a força 
magnética e o ponteiro se estabilizará.

08) Explique o princípio de funcionamento de uma campainha.

O som característico da campainha é resultado do choque mecânico entre o badalo e a 
campânula, ambos de metal. A força que move o badalo é de origem magnética, 
consequência da atração entre ele e o núcleo do eletrímã magnetizado.

09) Como é obtido o giro completo do eixo num motor elétrico?

Colocando-se vários circuitos isolados eletricamente uns dos outros, fixando ao eixo, 
formando bobinas. Elas ficam sob a ação do campo magnético criado pelo ímã 
permanente. quando o motor está funcionando, a corrente elétrica não estabelecida 
em todos esses circuitos ao mesmo tempo, mas em um de cada vez. À medida que 
o eixo gira e o circuito acoplado ao eixo muda de posição, o circuito que estava 
ligado é desligado. Posteriormente, um dos outros circuitos é ligado à fonte e uma 
corrente elétrica é estabelecida, de modo que a ação da força magnética sobre ele 
mantém o giro do eixo no mesmo sentido. Mesmo num motor mais simples, o que 
se deve evitar é que os pólos opostos do ímã e do eletroímã se encontre. Isso é 
possível desligando-se, neste momento, esse circuito elétrico.

10) No que consiste e como funciona o espectrógrafo de massa?

Consiste num dispositivo que acelera íons, pela ação de campo elétrico, que depois são 
desviados com a aplicação de um campo magnético. A força elétrico acelera as partículas 
carregadas numa direção desejada e, posteriormente, a força magnética, agindo numa 
direção perpendicular à velocidade, atua como força centrípeta, obrigando a partícula a 
realizar uma curva até atingir uma placa fotográfica. Como o raio da curva descrita 
depende da carga e da massa das partículas, esse dispositivo permitiu o estudo dos 
isótopos, que são partículas carregadas igualmente, mas que têm massas diferentes.

Exercícios sobre campo magnético ( Electromagnetismo ) com respostas para o ensino médio

01) Utilizando o conceito de campo magnético, explique por que a agulha da bússola
adquire a direção norte-sul magnética da Terra.

 Na presença de um campo magnético, a agulha magnética de uma bússola tenderá
se alinhar a esse campo. Na ausência de outros objetos imantados próximos a ela, a
agulha se alinhará ao campo magnético terrestre.

02) Que fatos evidenciam a impossibilidade de separar um pólo magnético do outro?

O fato de que os pólos dos ímãs são reconstituídos quando os ímãs são partidos, associado
ao fato de as linhas do campo magnético não terem começo nem fim mas serem linhas
fechadas, fez com que os físicos propusessem uma lei geral: a não existência na natureza 
de apenas um pólo magnético.

03) Como se caracteriza o comportamento magnético dos materiais? Dê exemplos.

Há três comportamentos típicos: os materiais que são fortemente atraídos pelos ímãs
e concentram bastante as linhas do campo magnético nas regiões em que o ímã está 
( ferro e níquel, por exemplo), os que são levemente atraídos pelos ímãs e concentram 
menos as linhas de campo, como o alumínio e a platina, e aqueles que são levemente 
replelidos pelos ímãs e provocam uma separação das linhas de campo na região na qual 
o ímã se encontra, como a água e a prata.

04) O que é domínio magnético e que materiais o apresentam?

São regiões em que ocorre naturalmente uma orientação do campo magnético de mesma 
direção e sentido. Os materiais ferromagnéticos apresentam essas regiões mesmo na 
ausência de magnetização externa.

05) Descreva como se dá o processo de magnetização dos materiais ferromagnéticos,
utilizando o conceito de domínio magnético?

Na presença de um campo magnético externo, a orientação magnética dos vários 
domínios aos poucos se altera e se aproxima da orientação desse campo externo. 
Dependendo de sua intensidade, os domínios magnéticos poderão adquirir a orientação 
desse campo magnético externo.

06) A que se atribui o aparecimento dos domínios nos materiais ferromagnéticos?

 A uma propriedade do elétron.

07) O que significa ponto curie?

Corresponde à temperatura na qual os materiais ferromagnéticos, mesmo não imantados, 
deixam de apresentar os domínios magnéticos.

08) Qual é o papel da agitação térmica na magnetização das substâncias?

A agitação térmica depende da temperatura e contribui para a desorganização atômica. 
Dessa forma, a organização magnética também depende da temperatura: quanto maior 
for a temperatura( agitação térmica), menor será a magnetização das substâncias.

09) Qual foi a importância da descoberta de Oersted para os filósofos naturalistas
do século XIX?

O estabelecimento de uma conexão entre os fenômenos elétricos e magnéticos, com 
base no trabalho de Orested, fortaleceu a convicção dos físicos do século XI, que 
acreditavam na possibilidade da unificação de todas as forças da natureza.

10) Em que constitui o experimento de Oersted?

Uma agulha magnética paralela a um fio com corrente elétrica muda de posição e 
fica perpendicular à direção do fio.

11) Em termos gerais, do que depende o campo magnético criado por uma corrente
elétrica em um fio condutor?

Depende do valor da corrente, da distância do local ao fio, da forma geométrica do 
circuito e do meio material no qual ele está.