Física · 8.ª–12.ª classe

Quais são os erros mais comuns em termologia?

  • 8 min de leitura
  • 4 exemplos resolvidos
  • 5 exercícios com solução
  • Atualizado em

Resposta curta

Os erros mais comuns em termologia são confundir calor com temperatura, usar °C onde é preciso kelvin, tomar a temperatura final em vez da variação em Q = m·c·ΔT, calcular com ΔT nas mudanças de fase e fazer a média simples das temperaturas numa mistura. Converter as unidades e perguntar «há mudança de estado?» evita a maioria.

Porque se cometem estes erros

Na vida corrente «calor» e «temperatura» são quase sinónimos («está muito calor»), mas em Física têm significados diferentes: a temperatura mede o estado de agitação das partículas; o calor é energia que passa de um corpo para outro por diferença de temperatura. Além disso, a termologia mistura várias fórmulas (calor sensível, calor latente, leis dos gases, dilatação) e o aluno escolhe a errada. Veja cada erro com a sua correção.

Verificação rápida antes de entregar

  1. Usei a variação de temperatura (ΔT = T final − T inicial)?
  2. Nas leis dos gases, a temperatura está em kelvin (K = °C + 273)?
  3. Há mudança de estado? Se sim, uso Q = m·L (temperatura constante).
  4. Calor cedido e calor recebido têm o mesmo valor em módulo?

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — Variação de temperatura

Enunciado: Quanto calor é preciso para aquecer 2 kg de água de 20 °C a 50 °C? Use c = 4 200 J/(kg·K).

Versão errada: Q = 2 × 4 200 × 50 = 420 000 J (usou a temperatura final).

Resolução correta:

  1. ΔT = 50 − 20 = 30 K (uma variação de 30 °C é igual a 30 K).
  2. Q = m·c·ΔT = 2 × 4 200 × 30 = 252 000 J.

Resposta: 252 000 J = 252 kJ. Verificação: o valor errado, 420 000 J, equivaleria a aquecer 50 graus.

Exemplo 2 — Esquecer o kelvin

Enunciado: Um gás ocupa 2 L a 27 °C. À pressão constante, qual é o volume a 127 °C?

Versão errada: V₂ = 2 × 127 ÷ 27 ≈ 9,4 L.

Resolução correta:

  1. Converta para kelvin: T₁ = 27 + 273 = 300 K; T₂ = 127 + 273 = 400 K.
  2. A pressão constante, V₁/T₁ = V₂/T₂, logo V₂ = 2 × 400 ÷ 300 ≈ 2,67 L.

Resposta: ≈ 2,67 L. Verificação: a temperatura absoluta cresceu de 300 para 400 K (+33%), logo o volume cresce o mesmo: 2 × 1,33 ≈ 2,67.

Exemplo 3 — Mudança de fase

Enunciado: Que quantidade de calor é necessária para fundir 0,5 kg de gelo que já está a 0 °C? Use L_fusão = 3,34 × 105 J/kg.

Versão errada: Q = m·c·ΔT = 0,5 × 2 100 × 0 = 0 J (porque ΔT = 0).

Resolução correta:

  1. Durante a fusão a temperatura não varia, por isso a fórmula m·c·ΔT não se aplica.
  2. Usa-se o calor latente: Q = m·L = 0,5 × 334 000 = 167 000 J.

Resposta: 167 000 J. Verificação: o gelo recebe energia mesmo sem subir a temperatura: é a energia que quebra a estrutura do sólido.

Exemplo 4 — Nível de exame: mistura

Enunciado: Misturam-se 2 kg de água a 80 °C com 3 kg de água a 20 °C, num recipiente isolado. Qual é a temperatura final de equilíbrio?

Versão errada: (80 + 20) ÷ 2 = 50 °C (média simples, ignorando as massas).

Resolução correta:

  1. Calor cedido pela água quente = calor recebido pela água fria.
  2. 2 × c × (80 − T) = 3 × c × (T − 20); o c cancela-se.
  3. 160 − 2T = 3T − 60 → 220 = 5T → T = 44 °C.

Resposta: 44 °C. Verificação: fica mais perto de 20 °C porque há mais água fria: 2 × 36 = 72 e 3 × 24 = 72.

Erros frequentes

  • Dizer que um corpo «tem calor». Os corpos têm energia interna e temperatura; o calor é a energia em trânsito entre corpos.
  • Usar °C nas leis dos gases. A relação P·V/T exige kelvin. Para a diferença ΔT, °C e K são equivalentes.
  • Aplicar m·c·ΔT numa mudança de fase. Durante a fusão e a ebulição a temperatura mantém-se constante e o calor calcula-se com Q = m·L.
  • Escolher o sinal errado do calor. Cedido e recebido têm sinais opostos; na equação de equilíbrio use módulos ou a soma igual a zero.
  • Dizer que o metal «está mais frio» do que a madeira. Ambos estão à mesma temperatura (se estiverem há muito tempo no mesmo local); o metal conduz melhor o calor e dá sensação de frio.
  • Achar que o orifício de uma peça encolhe ao aquecer. O orifício dilata como se fosse feito do mesmo material.
  • Misturar unidades de energia: 1 cal ≈ 4,2 J. Se o c está em cal/(g·°C), o Q sai em calorias.

Exercícios propostos

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

1Exercício 1

Converta 37 °C em kelvin e 350 K em °C.

Ver solução

37 + 273 = 310 K. 350 − 273 = 77 °C.

2Exercício 2

Calcule o calor necessário para aquecer 0,5 kg de água de 20 °C a 60 °C (c = 4 200 J/(kg·K)).

Ver solução

ΔT = 60 − 20 = 40 K. Q = 0,5 × 4 200 × 40 = 84 000 J.

3Exercício 3

Misturam-se 1 kg de água a 90 °C com 4 kg de água a 10 °C. Qual é a temperatura final?

Ver dica

Calor cedido = calor recebido; o calor específico cancela-se.

Ver solução

1 × (90 − T) = 4 × (T − 10) → 90 − T = 4T − 40 → 130 = 5T → T = 26 °C.

4Exercício 4

Um gás ocupa 3 L a 300 K. Mantendo a pressão, aquece-se a 450 K. Qual é o novo volume?

Ver solução

V₂ = V₁ × T₂ ÷ T₁ = 3 × 450 ÷ 300 = 4,5 L.

5Exercício 5

Encontre o erro: para fundir 0,2 kg de gelo a 0 °C, um aluno calculou Q = 0,2 × 2 100 × (0 − 0) = 0. Corrija, com L = 3,34 × 105 J/kg.

Ver solução

Durante a fusão não há variação de temperatura, por isso usa-se Q = m·L = 0,2 × 334 000 = 66 800 J.

Perguntas frequentes

Qual é o erro mais comum nos exames?

Trocar ΔT por T final e esquecer a conversão para kelvin nos gases. Anote os dados com unidades e escreva a variação como «final menos inicial» antes de substituir.

Como me autocorrijo?

Pergunte-se se o resultado faz sentido: numa mistura, a temperatura final tem de estar entre as duas temperaturas iniciais; em aquecimentos, Q é positivo quando a temperatura sobe.

Que exercícios ajudam a evitar estes erros?

Os de misturas com massas diferentes e os de curvas de aquecimento com várias etapas (aquecer o gelo, fundir, aquecer a água, vaporizar). Resolva cada etapa por separado e some os calores.

Calor e temperatura são a mesma coisa?

Não. A temperatura mede-se em °C ou K com um termómetro; o calor é energia e mede-se em joules. Uma panela grande a 50 °C pode transferir mais energia do que uma colher a 80 °C.

Resumo

  • Calor é energia em trânsito (J); temperatura mede o grau de agitação das partículas (°C ou K).
  • Em Q = m·c·ΔT use a variação de temperatura; nas mudanças de fase use Q = m·L.
  • Nas leis dos gases a temperatura é em kelvin: K = °C + 273.
  • Numa mistura, calor cedido = calor recebido; a média simples só serve se as massas forem iguais.
  • A temperatura final de uma mistura fica entre as duas temperaturas iniciais.

Onde aprofundar

  • O manual de Física da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
  • O manual aberto OpenStax Physics (em inglês), capítulos sobre temperatura, calor e teoria cinética.
  • O Sistema Internacional de Unidades, descrito pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM).

Continue a estudar

8.ª–12.ª classe9 min

Qual é a diferença entre calor e temperatura?

Temperatura mede o grau de agitação das partículas de um corpo (a sua energia cinética média) e diz se ele está mais quente ou mais frio. Calor é a energia que passa de…

3 exemplos5 exercícios com solução

8.ª–12.ª classe8 min

Como calcular a dilatação linear?

A dilatação linear de uma barra calcula-se com ΔL = α × L0 × Δθ: multiplique o coeficiente de dilatação linear do material (α) pelo comprimento inicial (L0) e pela…

4 exemplos5 exercícios com solução

Ver tudo de Física · Capítulo: Termologia e calor