EEAR 2021 (CFS 2) — questão 93 de Física

Gabarito DCalorimetria — calor sensível e massa (gráfico ΔT × Q)Exame de Admissão ao CFS 2/2021 · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 93 de Física do EEAR 2021 (CFS 2)

Enunciado em texto

Em um laboratório, foram aquecidas duas amostras de um mesmo líquido, inicialmente à temperatura ambiente de 25 ºC. A amostra A continha 1 litro desse líquido e a amostra B continha 2 litros. Ambas as amostras foram aquecidas por 3 minutos, em recipientes de mesmo material e garantindo-se que a quantidade de calor cedida pela chama fosse a mesma para as duas amostras. Das figuras que se seguem, qual delas representa o gráfico da quantidade de calor cedida às amostras em função da variação de suas temperaturas, durante o período de tempo considerado?

a) [Gráfico ΔT\Delta T (°C) × ΔQ\Delta Q (cal): duas retas saindo da origem; a mais inclinada é a “Amostra B” e a menos inclinada, a “Amostra A”.]

b) [Gráfico ΔT\Delta T (°C) × ΔQ\Delta Q (cal): a “Amostra B” é uma reta inclinada subindo; a “Amostra A” é uma reta horizontal.]

c) [Gráfico ΔT\Delta T (°C) × ΔQ\Delta Q (cal): uma única reta saindo da origem, rotulada “Amostras A e B”.]

d) [Gráfico ΔT\Delta T (°C) × ΔQ\Delta Q (cal): duas retas saindo da origem; a mais inclinada é a “Amostra A” e a menos inclinada, a “Amostra B”.]

(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 2/2021 — 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: o gráfico que mostra como a temperatura de cada amostra sobe conforme recebe calor.

Passo 1 — calor sensível. Pela equação fundamental da calorimetria:

Q=m c ΔT  ⇒  ΔT=Qm cQ = m\,c\,\Delta T \;\Rightarrow\; \Delta T = \frac{Q}{m\,c}

Para cada amostra, ΔT\Delta T é proporcional a Q: o gráfico ΔT×Q\Delta T \times Q é uma reta saindo da origem, com inclinação 1/(mc)1/(mc).

Passo 2 — comparar as inclinações. O líquido é o mesmo (mesmo c), mas B tem o dobro do volume, logo o dobro da massa. Então a reta de B tem metade da inclinação da de A: para o mesmo calor, A esquenta o dobro.

A reta de A é a mais inclinada: é o gráfico (D).

Por que não as outras: (A) inverte as amostras; (B) mostra A sem aquecer nada, como se recebesse calor sem mudar de temperatura (não há mudança de fase aqui); (C) ignora a diferença de massa.

⚠️ A armadilha: marcar a (A), pensando que “mais líquido, mais variação”. É o contrário: mais massa precisa de mais calor para cada grau, então esquenta menos com o mesmo calor. (Repare também que o enunciado fala em calor “em função da” variação de temperatura, mas nos gráficos ΔT está no eixo vertical e Q no horizontal; leia sempre os eixos.)

A ideia em uma frase: com o mesmo calor, a amostra de menor massa tem a maior variação de temperatura: ΔT = Q/(mc).

Resposta: alternativa D.

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.

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