PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 62 da UNICAMP 2015

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

Texto para as questões 60, 61 e 62. · Q

Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra.

Os cálculos dos pesquisadores sugerem que a temperatura média dessa estrela é de T_{\text{i}} = 2.700\ ^\circ\text{C}. Considere uma estrela como um corpo homogêneo de massa M = 6,0 \times 10^{24}\ \text{kg} constituída de um material com calor específico c = 0,5\ \text{kJ}/(\text{kg}\ ^\circ\text{C}). A quantidade de calor que deve ser perdida pela estrela para que ela atinja uma temperatura final de T_{\text{f}} = 700\ ^\circ\text{C} é igual a

  1. A
    24,0 \times 10^{27}\ \text{kJ}.
  2. B
    6,0 \times 10^{27}\ \text{kJ}.
  3. C
    8,1 \times 10^{27}\ \text{kJ}.
  4. D
    2,1 \times 10^{27}\ \text{kJ}.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

Quando um corpo muda de temperatura sem mudar de estado físico, o calor trocado é dado pela equação fundamental da calorimetria: Q = m\,c\,\Delta T. Se \Delta T é negativo, o corpo perde calor, e a pergunta pede o módulo dessa quantidade.\n\nDados do enunciado: M = 6{,}0\times10^{24}\ \text{kg}, c = 0{,}5\ \text{kJ/(kg}\cdot{}^\circ\text{C)}, T_i = 2.700\ ^\circ\text{C} e T_f = 700\ ^\circ\text{C}.\n\n1. Variação de temperatura: |\Delta T| = 2.700 - 700 = 2.000\ ^\circ\text{C} = 2{,}0\times10^{3}\ ^\circ\text{C}.\n\n2. Substituição na fórmula:\n

Q = 6{,}0\times10^{24}\cdot 0{,}5\cdot 2{,}0\times10^{3}
\n\n3. Multiplicando os números: 6{,}0\cdot0{,}5\cdot2{,}0 = 6{,}0.\n\n4. Somando os expoentes: 10^{24}\cdot10^{3} = 10^{27}.\n\nLogo, Q = 6{,}0\times10^{27}\ \text{kJ}.\n\nComo o calor específico já está em kJ, o resultado sai direto em kJ, sem conversão de unidades.\n\nAlternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa a massa vezes a variação de temperatura sem multiplicar por 0,5, e ainda erra a potência de dez, chegando a 24,0×10^27.
  • CNão corresponde a nenhuma conta correta com os dados; provavelmente vem de erro no uso da temperatura, por exemplo 2.700 − 700 mal combinado com outro valor.
  • DResulta de calcular o calor com ΔT incorreto (por exemplo, 700 em vez de 2.000), obtendo cerca de 2,1×10^27.

Assunto: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 62 no caderno Q da UNICAMP 2015

Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2015. Prova oficial ↗