Questões práticas
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Voltar a: Atividades Laboratoriais – 10.º Ano
🧲 Física · 10.º ano · Atividades Laboratoriais
AL 3.2 │ Capacidade térmica mássica
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📝 10 exercícios
Os exercícios essenciais do tema, no estilo dos exames nacionais e dos testes intermédios, com o grau de dificuldade de cada um. Clica numa opção para ver logo se acertaste e abre a Resolução para perceberes o raciocínio completo.
📘 Resumo da matéria
Antes de começares, revê Atividade laboratorial AL 3.2 – laboratório virtual.
1Fácil Uma resistência de aquecimento (U = 12 V; I = 2,0 A) está ligada 5 minutos. Calcula a energia fornecida.
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- 📐 FórmulasE = U I Δt
- RespostaΔt = 300 s ⇒ E = 12 × 2,0 × 300 = 7200 J.
2Fácil Com a energia anterior (7200 J), o bloco aqueceu 15,9 °C. Calcula a capacidade térmica do bloco.
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- 📐 FórmulasC = EΔθ
- RespostaC = 720015,9 = 453 J K⁻¹.
3Fácil O bloco anterior tem massa 0,500 kg. Calcula a capacidade térmica mássica do material.
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- 📐 Fórmulasc = Cm
- Respostac = 4530,500 = 906 J kg⁻¹ K⁻¹ (≈ alumínio).
4Médio Uma resistência de 100 W aquece 300 g de água de 20,0 °C a 30,0 °C, com rendimento de 80 %. Calcula o tempo de aquecimento. (c da água = 4,18×10³ J kg⁻¹ K⁻¹)
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- 📐 FórmulasEútil = m c Δθ · η = EútilEforn · Δt = EfornP
- Energia útilEútil = 0,300 × 4,18×10³ × 10,0 = 1,25×10⁴ J.
- TempoEforn = 1,254×10⁴0,80 = 1,57×10⁴ J ⇒ Δt = 1,57×10⁴100 = 157 s.
5Médio Com a mesma energia, 3,0 kJ, e a mesma massa, 0,500 kg, calcula o aumento de temperatura do alumínio (897), do cobre (385) e do ferro (449).
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- 📐 FórmulasΔθ = Em c
- ResultadosAl: 30000,500 × 897 = 6,7 °C · Cu: 30000,500 × 385 = 15,6 °C · Fe: 30000,500 × 449 = 13,4 °C.
- ConclusãoO cobre aquece mais: tem a menor capacidade térmica mássica.
6Médio Obteve-se c = 924 J kg⁻¹ K⁻¹ para o alumínio (valor tabelado 897). Calcula o erro percentual.
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- 📐 FórmulasErro % = |valor exp. − valor ref.|valor ref. × 100
- RespostaErro % = |924 − 897|897 × 100 = 3,0 %.
7Médio Exame (2015 – 2.ª F, adaptado): um cilindro de alumínio de 1,010 kg recebe energia a 3,0 J por segundo durante 500 s. Calcula a energia fornecida e, se Δθ = 1,65 °C, a capacidade térmica mássica.
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- 📐 FórmulasE = P Δt · c = Em Δθ
- EnergiaE = 3,0 × 500 = 1500 J.
- Capacidade térmica mássicac = 15001,010 × 1,65 = 900 J kg⁻¹ K⁻¹.
8Médio Qual a massa de cobre (c = 385 J kg⁻¹ K⁻¹) que aquece 20,0 °C com 5,0 kJ?
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- 📐 FórmulasE = m c Δθ ⇒ m = Ec Δθ
- Respostam = 5000385 × 20,0 = 0,65 kg.
9Difícil Num aquecimento, a resistência forneceu 7200 J a um bloco de alumínio de 0,500 kg que aqueceu 15,0 °C (c = 897). Calcula a energia útil, a dissipada e o rendimento.
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- 📐 FórmulasEútil = m c Δθ · Ediss = Eforn − Eútil · η = EútilEforn × 100
- ÚtilEútil = 0,500 × 897 × 15,0 = 6728 J.
- Dissipada e rendimentoEdiss = 7200 − 6728 = 472 J; η = 67287200 × 100 = 93,4 %.
10Difícil Exame (2013 – EE, adaptado): um bloco de chumbo de 3,2 kg recebe energia e Δθ = 2,05 °C com 8,0×10² J e 9,85 °C com 4,0×10³ J. Estima a capacidade térmica mássica do chumbo.
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- 📐 Fórmulasdeclive = Δ(Δθ)ΔE = 1m c ⇒ c = 1m × declive
- Declivedeclive = 9,85 − 2,054,0×10³ − 8,0×10² = 0,00244 °C/J.
- Capacidade térmica mássicac = 13,2 × 0,00244 = 128 J kg⁻¹ K⁻¹.
➡️ A seguir
Verifica o que aprendeste no laboratório virtual e resolve os itens de exame.
