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Questão de Física — Calorimetria — FGV 2025

FísicaCalorimetria
Código
fg125090
Banca
FGV
Órgão
Prefeitura de Canaã dos Carajás - PA
Ano
2025
Nível
Médio
Três objetos são capazes de manter as suas temperaturasinalteradas, a não ser que sejam colocados em contato entre si.Nesse caso, os objetos em contato transferem calor entre si atéque todos fiquem com a mesma temperatura.Os corpos são:• A, inicialmente com temperatura de 70° C• B, inicialmente com temperatura de 66 °C;• C, inicialmente com temperatura de 56 °C.O corpo A é posto em contato com o corpo B e, depois dealcançado o equilíbrio entre esses dois corpos, o corpo B é postoem contato com o corpo C, até que se atinja o equilíbrio entre eles.Não há qualquer outro contato entre os corpos.Após o segundo equilíbrio, a temperatura do corpo A é
  1. Aigual à temperatura do corpo B.
  2. B6 °C menor do que a temperatura do corpo B.
  3. C6 °C maior do que a temperatura do corpo B.
  4. D4 °C menor do que a temperatura do corpo B.
  5. E4 °C maior do que a temperatura do corpo B.
Revelar gabarito e comentário

GabaritoC — 6 °C maior do que a temperatura do corpo B.

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Trocas de calor e equilíbrio térmico

Gabarito: letra C. Após o primeiro contato, A e B atingem o equilíbrio em 68 °C (média das temperaturas iniciais, pois não há informação sobre capacidades térmicas diferentes). No segundo contato, B (68 °C) e C (56 °C) equilibram-se em 62 °C. Como A não participa do segundo contato, sua temperatura permanece 68 °C, que é 6 °C maior que a de B (62 °C). A questão explora o princípio das trocas de calor em sistema isolado, em que a temperatura de equilíbrio é intermediária entre as temperaturas iniciais.

O problema descreve uma sequência de contatos térmicos entre três corpos, todos capazes de manter suas temperaturas inalteradas a não ser quando em contato. Isso significa que, fora do contato, cada corpo conserva sua temperatura; durante o contato, há transferência de calor até o equilíbrio térmico. Como não são fornecidas massas nem calores específicos, a única hipótese razoável — e a que a banca adota — é que os corpos tenham capacidades térmicas iguais. Nesse caso, a temperatura de equilíbrio entre dois corpos é a média aritmética das temperaturas iniciais.

No primeiro contato, A (70 °C) e B (66 °C) trocam calor até atingirem a mesma temperatura:

Teq1=70+662=68°CT_{eq1} = \frac{70 + 66}{2} = 68 \,°C

Assim, após o primeiro equilíbrio, A e B estão a 68 °C. Em seguida, B (68 °C) é posto em contato com C (56 °C), enquanto A permanece isolado. O novo equilíbrio entre B e C é:

Teq2=68+562=62°CT_{eq2} = \frac{68 + 56}{2} = 62 \,°C

Portanto, após o segundo equilíbrio, B está a 62 °C e A permanece a 68 °C. A diferença é de 6 °C, com A mais quente que B.

A pegadinha clássica aqui é esquecer que A não participa do segundo contato: muitos candidatos calculam a média dos três corpos (64 °C) e marcam uma alternativa errada. Mas o enunciado é explícito: "o corpo B é posto em contato com o corpo C", e "não há qualquer outro contato entre os corpos". A temperatura de A só mudaria se ele fosse envolvido em algum contato posterior — o que não ocorre.

  1. 1A (70°C) + B (66°C)
  2. 2Equilíbrio: A e B = 68°C
  3. 3B (68°C) + C (56°C)
  4. 4Equilíbrio: B e C = 62°C
  5. 5A permanece 68°C
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Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que a temperatura de A é igual à de B. Isso só seria verdade se A participasse do segundo equilíbrio, o que não acontece. Após o segundo contato, B cai para 62 °C, enquanto A permanece em 68 °C.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Diz que A está 6 °C menor que B. Ocorre exatamente o oposto: A está 6 °C maior que B (68 °C contra 62 °C). A banca inverte o sinal da diferença para confundir.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A temperatura de A é 68 °C e a de B é 62 °C, portanto A está 6 °C maior que B. É o resultado direto dos dois equilíbrios sucessivos, com A isolado no segundo contato.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Aponta uma diferença de 4 °C, que não corresponde a nenhuma etapa do problema. A diferença real é de 6 °C; 4 °C seria, por exemplo, a diferença entre as temperaturas iniciais de A e B (70 − 66 = 4 °C), mas isso não é o que se pede após os equilíbrios.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Também usa 4 °C, mas com sinal invertido (A maior que B). Além do valor errado, inverte o sentido da diferença, repetindo a armadilha da alternativa B.

NÃO CAIA NESSA!

A banca explora duas confusões: (1) esquecer que A não participa do segundo contato, levando o aluno a calcular a média dos três (64 °C) e errar; (2) inverter o sinal da diferença (6 °C menor em vez de maior). Fique atento: leia com calma quem está em contato em cada etapa e quem fica isolado.

PEGA ESSA DICA!

Em problemas de equilíbrio térmico com capacidades iguais, a temperatura final é a média aritmética das temperaturas iniciais. Quando houver contatos sucessivos, resolva etapa por etapa, sempre atualizando as temperaturas dos corpos envolvidos e mantendo inalteradas as dos que não participam. Desenhe um pequeno esquema com as temperaturas em cada fase — isso evita o erro de "arrastar" a temperatura de um corpo que não participou do contato.

Gabarito: letra C

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