PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 16 da UNICAMP 2011

1ª fase · Física: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor

TEXTO PARA AS QUESTÕES 15 E 16 · Q

Em abril de 2010, erupções vulcânicas na Islândia paralisaram aeroportos em vários países da Europa. Além do risco da falta de visibilidade, as cinzas dos vulcões podem afetar os motores dos aviões, pois contêm materiais que se fixam nas pás de saída, causando problemas no funcionamento do motor a jato.

Considere que o calor específico de um material presente nas cinzas seja c = 0{,}8\text{ J/g}^\circ\text{C}. Supondo que esse material entra na turbina a -20^\circ\text{C}, a energia cedida a uma massa m = 5\text{ g} do material para que ele atinja uma temperatura de 880^\circ\text{C} é igual a

  1. A
    220 J.
  2. B
    1000 J.
  3. C
    4600 J.
  4. D
    3600 J.
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Resolução comentada

A energia necessária para variar a temperatura de um material sem mudança de estado é o calor sensível:

Q = m\,c\,\Delta T

onde m é a massa, c é o calor específico e \Delta T é a variação de temperatura (final menos inicial).

  1. Variação de temperatura: \Delta T = 880 - (-20) = 900\ ^\circ\text{C}.
  2. Substituindo os valores:
Q = 5\ \text{g} \cdot 0{,}8\ \text{J/g}^\circ\text{C} \cdot 900\ ^\circ\text{C}
  1. Calculando: 5 \cdot 0{,}8 = 4 e 4 \cdot 900 = 3600\ \text{J}.

Cuidado com o sinal da temperatura inicial: como ela é negativa, subtrair -20 equivale a somar 20, o que dá 900\ ^\circ\text{C} e não 860\ ^\circ\text{C}. O calor específico em J/g°C já combina com a massa em gramas, então não é preciso converter unidades.

Alternativa D.

Pegadinha: Subtrair 880 − 20 = 860 em vez de 880 − (−20) = 900, ignorando o sinal negativo da temperatura inicial.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa apenas 20 °C ou erra a conta, sem considerar a variação total de 900 °C.
  • BNão corresponde a mc\Delta T com \Delta T = 900\ ^\circ\text{C}; valor sem base no cálculo.
  • CResulta de um erro de conta ou de usar valores incorretos, sem relação com 4 \cdot 900.

Assunto: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor.

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Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2011. Prova oficial ↗