PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 76 (CFS 1) da EEAR 2020

CFS 1 · Física: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor

– Um sistema de arrefecimento deve manter a temperatura do motor de um carro em um valor adequado para o bom funcionamento do mesmo. Em um desses sistemas é utilizado um líquido de densidade igual a 10^3\text{ kg/m}^3 e calor específico igual a 4200\text{ J/kg }^\text{o}\text{C}. Durante a troca de calor, o volume do líquido em contato com o motor é de 0{,}4 \times 10^{-3}\text{ m}^3, a cada segundo, e a temperatura inicial e final do líquido é, respectivamente, igual a 80^\text{o}\text{C} e 95^\text{o}\text{C}. Considerando que esse volume de líquido está em repouso durante a troca de calor, a potência fornecida à água, em \text{W}, é

  1. A
    42000
  2. B
    25200
  3. C
    4200
  4. D
    2520
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

A potência é a quantidade de calor recebida pelo líquido dividida pelo tempo. O calor sensível é dado por Q = m\,c\,\Delta\theta, e a massa vem da densidade: m = \rho V.

  1. Massa de líquido que troca calor a cada segundo:

    m = \rho V = 10^3 \cdot 0{,}4\times10^{-3} = 0{,}4\ \text{kg}

  2. Variação de temperatura:

    \Delta\theta = 95 - 80 = 15\ ^\text{o}\text{C}

  3. Calor recebido nesse 1 s:

    Q = m\,c\,\Delta\theta = 0{,}4 \cdot 4200 \cdot 15 = 25200\ \text{J}

  4. Potência:

    P = \frac{Q}{\Delta t} = \frac{25200}{1} = 25200\ \text{W}

O fato de o líquido estar em repouso durante a troca de calor apenas indica que não há energia cinética envolvida: todo o calor vira aumento de temperatura.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AErra a potência de dez na conta, chegando a 42000 em vez de 25200 (por exemplo, usando m=\rho V com valor incorreto, como 10 kg com \Delta\theta=1).
  • CUsa só m\,c com m=1 kg ou ignora massa e variação de temperatura, obtendo o calor específico (4200).
  • DErra a potência de dez ao calcular a massa ou o produto, obtendo 2520 (dez vezes menor).

Assuntos: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor, Densidade e pressão.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 76 no caderno CFS 1 da EEAR 2020

Fonte: EEAR 2020 · CFS 1. Prova oficial ↗