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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 91 (CFS 2) da EEAR 2016

CFS 2 · Física: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor

– Considere um cubo de gelo de massa 1\text{kg} que se encontra à temperatura de - 2\text{ }^\bullet\text{C}. Colocado ao sol, recebe 14\text{ J} de calor a cada segundo. Dados o calor específico do gelo igual a 0{,}5\text{ cal/g.}^\bullet\text{C} e 1\text{ cal} igual a 4{,}2\text{J}. Quantos minutos o gelo deverá ficar ao sol para começar a se fundir?

  1. A
    0,005
  2. B
    0,5
  3. C
    5
  4. D
    50
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Resolução comentada

Para o gelo começar a se fundir, ele precisa primeiro chegar a 0\ ^\circ\text{C}. Até lá, o calor recebido só aumenta a temperatura (calor sensível), dado por Q = m\,c\,\Delta T.

  1. Massa: m = 1\ \text{kg} = 1000\ \text{g}.
  2. Variação de temperatura: \Delta T = 0 - (-2) = 2\ ^\circ\text{C}.
  3. Calor necessário: Q = 1000 \cdot 0{,}5 \cdot 2 = 1000\ \text{cal}.
  4. Convertendo para joules: Q = 1000 \cdot 4{,}2 = 4200\ \text{J}.
  5. A potência recebida é 14\ \text{J/s}, então o tempo é:
t = \frac{4200}{14} = 300\ \text{s}
  1. Em minutos: t = \frac{300}{60} = 5\ \text{min}.

Portanto, o gelo deve ficar 5 minutos ao sol para atingir 0\ ^\circ\text{C} e começar a fundir.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AErra a conversão de unidades (usa massa em kg e depois ajusta mal), resultando em valor mil vezes menor.
  • BErra por fator 10, em algum ponto da conta de calor ou de tempo.
  • DErra por fator 10 para mais, sem justificativa física na conta correta.

Assuntos: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor, Mudanças de estado físico e calor latente.

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Ver como caiu na prova Questão 91 no caderno CFS 2 da EEAR 2016

Fonte: EEAR 2016 · CFS 2. Prova oficial ↗