Analise as afirmativas abaixo e julgue como Verdadeiras (V) ou Falsas (F):
(1) A quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um corpo depende da massa, do calor específico da substância e da variação de temperatura.
(V) O calor específico de uma substância é a quantidade de calor que ela precisa receber para aumentar sua temperatura em 1 K por unidade de massa.
(F) Em um sistema isolado, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas entre os corpos é necessariamente igual a zero.
(F) A capacidade térmica de um corpo é uma propriedade que depende exclusivamente do material e independe da massa.
( ) Durante uma mudança de estado físico, a temperatura permanece constante enquanto ocorre absorção ou liberação de calor latente.

Passo 1

O enunciado pede que eu analise cinco afirmativas e diga se cada uma é Verdadeira (V) ou Falsa (F). As afirmativas são (vou reproduzir exatamente o que foi dado, cada uma em uma linha para não confundir):
(1)\\ \text{A quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um corpo depende da massa, do calor específico da substância e da variação de temperatura.}áíâçã
(2)\\ \text{O calor específico de uma substância é a quantidade de calor que ela precisa receber para aumentar sua temperatura em }1\\ \text{K por unidade de massa.}íâé
(3)\\ \text{Em um sistema isolado, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas entre os corpos é necessariamente igual a zero.}éé
(4)\\ \text{A capacidade térmica de um corpo é uma propriedade que depende exclusivamente do material e independe da massa.}éé
(5)\\ \text{Durante uma mudança de estado físico, a temperatura permanece constante enquanto ocorre absorção ou liberação de calor latente.}çíçãçã
Não vou resolver nada aqui, apenas listei o que é pedido e as cinco informações que temos. A partir do próximo passo eu começo a analisar e a ensinar os conceitos necessários para julgar cada afirmativa.

Passo 2

Análise da afirmativa (1). Primeiro apresento a fórmula que relaciona calor trocado, massa, calor específico e variação de temperatura:
Q = m\,c\,\Delta T.
Explicação didática da fórmula:
  • Q é a quantidade de calor trocada (unidade mais comum: \mathrm{J}).
  • m é a massa do corpo (por exemplo em \mathrm{kg}).
  • c é o calor específico da substância; é uma propriedade do material que diz quanta energia é necessária para aquecer uma unidade de massa de 1\\ \mathrm{K}.
  • \Delta T é a variação de temperatura (em \mathrm{K} ou {}^\circ\mathrm{C}; uma variação em Kelvin tem o mesmo valor numérico que em graus Celsius).
    Interpretação simples: para dobrar a massa, dobra o calor necessário; quanto maior o calor específico, mais calor precisa; quanto maior a variação de temperatura, mais calor precisa. Exemplo numérico rápido: para m=2\\ \mathrm{kg}, c=900\\ \mathrm{J/(kg\cdot K)} e \Delta T=10\\ \mathrm{K},
Q = 2\cdot 900\cdot 10 = 18000\\ \mathrm{J}.
Conclusão para a afirmativa (1): ela descreve exatamente o que a fórmula diz, logo a afirmativa (1) é Verdadeira.

Passo 3

Análise da afirmativa (2). Vou explicar o que é calor específico de forma pedagógica:
  • O calor específico c é definido como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância em 1\\ \mathrm{K}. Em fórmula:
c = \frac{1}{m}\frac{Q}{\Delta T},
ou rearranjando a fórmula do passo anterior,
Q = m\,c\,\Delta T \quad\Rightarrow\quad c=\frac{Q}{m\,\Delta T}.
Interpretação simples: se eu disser que c=4200\\ \mathrm{J/(kg\cdot K)} para a água, isso significa que 1\\ \mathrm{kg} de água precisa de 4200\\ \mathrm{J} para aquecer 1\\ \mathrm{K}. Não há ambiguidade: é por unidade de massa e por unidade de variação de temperatura.
Conclusão para a afirmativa (2): a frase é a definição correta do calor específico, portanto (2) é Verdadeira.

Passo 4

Análise da afirmativa (3). Vou explicar o princípio físico usado aqui:
  • Num sistema isolado não há troca de energia com o exterior. Isso significa que a energia total do sistema é conserveda.
  • Se considerarmos apenas trocas de calor internas entre corpos do sistema (e não há trabalho sendo feito sobre/por o sistema nem troca com o exterior), o calor perdido por alguns corpos será ganho por outros. Em notação algébrica:
\sum_i Q_i = 0,
onde Q_i é o calor recebido pelo corpo i; se um corpo perde calor, seu Q_i é negativo, se ganha calor, Q_i é positivo.
Exemplo numérico simples: dois blocos num sistema isolado, um perde 500\\ \mathrm{J} e o outro ganha 500\\ \mathrm{J}; soma algébrica -500 + 500 = 0.
Observação importante: a afirmação diz “soma algébrica das quantidades de calor trocadas entre os corpos é necessariamente igual a zero” — isso é exatamente a consequência da conservação de energia no sistema isolado (assumindo que estamos considerando calor trocado entre os corpos e que não há outras formas de energia entrando/saindo).
Conclusão para a afirmativa (3): a afirmação é Verdadeira.

Passo 5

Análise da afirmativa (4). Primeiro clarifico o que é capacidade térmica (também chamada de calor térmico de um corpo):
  • A capacidade térmica C de um corpo é a razão entre a quantidade de calor recebida e a variação de temperatura que isso causa no corpo:
C = \frac{Q}{\Delta T}.
Relacionando com o calor específico, para um corpo homogêneo:
C = m\,c.
Isto mostra explicitamente que C depende tanto do calor específico c (propriedade do material) quanto da massa m. Dois corpos do mesmo material com massas diferentes terão capacidades térmicas diferentes; por exemplo, um bloco com m=1\\ \mathrm{kg} tem metade da capacidade térmica de outro igual com m=2\\ \mathrm{kg}.
Conclusão para a afirmativa (4): afirmar que a capacidade térmica depende exclusivamente do material e independe da massa é falso. Portanto (4) é Falsa.

Passo 6

Análise da afirmativa (5). Vou explicar o conceito de calor latente e mudança de estado:
  • Quando uma substância muda de estado físico (por exemplo, fusão: sólido \to líquido; ou vaporização: líquido \to gás), pode ocorrer absorção ou liberação de energia chamada calor latente.
  • Durante essa mudança de fase, a energia fornecida não aumenta a energia térmica que eleva a temperatura, mas é usada para vencer forças intermoleculares e reorganizar a estrutura: por isso a temperatura do sistema permanece constante enquanto a transformação de fase ocorre (desde que a pressão seja constante e o sistema seja de substância pura).
    Em termos formais, durante a mudança de estado:
\Delta T = 0 \quad\text{enquanto ocorre } Q_\text{latente}\neq 0.
Exemplo: gelo a 0^\circ\mathrm{C} recebendo calor funde mantendo a temperatura em 0^\circ\mathrm{C} até que todo o gelo tenha derretido; só depois, ao continuar fornecendo calor, a água começa a aumentar de temperatura.
Conclusão para a afirmativa (5): a frase está correta, então (5) é Verdadeira.

Passo 7

Resumo rápido das justificativas para fixar (modo amigo e direto):
  • Usei a fórmula Q=m\,c\,\Delta T para justificar que a quantidade de calor depende de massa, calor específico e variação de temperatura (afirmativa (1) — V).
  • Defini calor específico como calor por unidade de massa para aumentar 1\\ \mathrm{K} (afirmativa (2) — V).
  • A conservação de energia num sistema isolado implica que somando todos os Q_i internos temos zero (afirmativa (3) — V).
  • Capacidade térmica é C=m\,c, depende do material e também da massa; logo a afirmativa que dizia dependência exclusiva do material está errada (afirmativa (4) — F).
  • Durante mudança de fase a temperatura fica constante enquanto ocorre o calor latente (afirmativa (5) — V).

Resposta

(1) V
(2) V
(3) V
(4) F
(5) V

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