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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 43 (1º semestre) da UFG 2009

1º semestre · Física: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor

Com o objetivo de economizar energia, um morador instalou no telhado de sua residência um coletor solar com capacidade de 1{,}2\text{x}10^8\text{ cal/dia}. Toda essa energia foi utilizada para aquecer 2{,}0\text{x}10^3\text{ L} de água armazenada em um reservatório termicamente isolado. De acordo com estes dados, a variação da temperatura da água (em graus Celsius) ao final de um dia é de:

Dados:
Calor específico da água \text{c}_\text{a} = 1{,}0\text{ cal/g}^\circ\text{C}
Densidade da água \text{d}_\text{a} = 1{,}0\text{ g/cm}^3
  1. A
    1,2
  2. B
    6,0
  3. C
    12,0
  4. D
    60,0
  5. E
    120,0
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Resolução comentada

Para aquecer a água, usamos a calorimetria: Q = m\,c\,\Delta T. Precisamos da massa da água, que vem do volume e da densidade.

  1. Volume: 2{,}0\times10^3\ \text{L}. Como 1\ \text{L} = 10^3\ \text{cm}^3, temos V = 2{,}0\times10^6\ \text{cm}^3.

  2. Massa: com d = 1{,}0\ \text{g/cm}^3, m = d\cdot V = 2{,}0\times10^6\ \text{g}.

  3. Calor recebido: Q = 1{,}2\times10^8\ \text{cal} (todo o calor do coletor vai para a água, pois o reservatório é isolado).

  4. Isolando a variação de temperatura:

\Delta T = \frac{Q}{m\,c} = \frac{1{,}2\times10^8}{2{,}0\times10^6\cdot 1{,}0} = 0{,}6\times10^2 = 60\ ^\circ\text{C}

A água esquenta 60{,}0\ ^\circ\text{C} ao final de um dia.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AErra a conversão de litros para gramas, usando massa de 10^8 g em vez de 2\times10^6 g.
  • BErro de potência de dez no resultado, dando 6{,}0 em vez de 60.
  • CErro de conversão de unidades, que leva a uma massa 5 vezes maior que a correta.
  • EErro de potência de dez, dividindo por massa de 10^6 g ou usando o valor errado de Q/m.

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

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Ver como caiu na prova Questão 43 no caderno 1ª etapa da UFG 2009

Fonte: UFG 2009 · 1º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗