EEAR 2020 (CFS 1) — questão 76 de Física

Gabarito BCalorimetria — calor sensível e potência (sistema de arrefecimento)Exame de Admissão ao CFS 1/2020 · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 76 de Física do EEAR 2020 (CFS 1)

Enunciado em texto

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 103 kg/m310^3\ \text{kg/m}^3 e calor específico igual a 4200 J/kg °C. Durante a troca de calor, o volume do líquido em contato com o motor é de 0,4×10−3 m30{,}4 \times 10^{-3}\ \text{m}^3, a cada segundo, e a temperatura inicial e final do líquido é, respectivamente, igual a 80°C e 95°C. Considerando que esse volume de líquido está em repouso durante a troca de calor, a potência fornecida à água, em W, é

a) 42000

b) 25200

c) 4200

d) 2520

(Enunciado: Exame de Admissão ao CFS 1/2020 — EEAR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.

Resolução comentada

O que a questão pede: quanta energia por segundo o líquido recebe do motor.

Passo 1 — a massa que passa a cada segundo: massa = densidade × volume.

m=103×0,4×10−3=0,4 kgm = 10^3 \times 0{,}4 \times 10^{-3} = 0{,}4\ \text{kg}

Passo 2 — o calor que essa massa recebe (calor sensível, com ΔT=95−80=15\Delta T = 95 - 80 = 15 °C):

Q=m c ΔT=0,4×4200×15Q = m\,c\,\Delta T = 0{,}4 \times 4200 \times 15

Q=25 200 JQ = 25\,200\ \text{J}

Passo 3 — a potência: esse calor é recebido a cada segundo, e 1 J/s = 1 W:

P=QΔt=25 2001=25 200 WP = \frac{Q}{\Delta t} = \frac{25\,200}{1} = 25\,200\ \text{W}

⚠️ A armadilha: usar a temperatura final (95 °C) no lugar da variação. O que entra em Q=mcΔTQ = mc\Delta T é quanto a temperatura mudou: 15 °C.

A ideia em uma frase: potência é calor por segundo: ache a massa de 1 segundo (ρV) e faça mcΔT.

Resposta: alternativa B (25 200 W).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.

Outras questões de Física do EEAR 2020 (CFS 1)

Gabarito e resolução de todas as questões de Física do EEAR 2020 (CFS 1) →

Mais questões de Termologia e calorimetria, de todas as bancas, resolvidas passo a passo. Ver todos os assuntos →