Einstein 2025 (Administração) — questão 38 de Física
Enunciado em texto
O etanol anidro é uma das principais apostas do Brasil para combustíveis sustentáveis. Em uma experiência, uma amostra de 100 g dessa substância foi aquecida e a curva de aquecimento obtida é mostrada no gráfico, no qual T é a temperatura, em ºC, e Q é a quantidade de calor recebida, em kcal.
[Gráfico: T (ºC) no eixo vertical, Q (kcal) no eixo horizontal. A curva vermelha começa em Q = 0 e T = –112 ºC e segue horizontal (temperatura constante) até Q = 2,5 kcal; daí sobe em linha reta até o ponto Q = 13,9 kcal e T = 78 ºC; daí segue horizontal em T = 78 ºC. Linhas tracejadas ligam os pontos 2,5 e 13,9 ao eixo Q, e o ponto de 78 ºC ao eixo T. O eixo T marca –112, 0 e 78.]
A quantidade de calor absorvida por uma substância durante seu processo de aquecimento sem mudanças de fase pode ser determinada pela fórmula , na qual c é o calor específico da substância. Na experiência, o calor específico do etanol anidro líquido obtido é igual a
(A) 0,5 cal/(g · ºC).
(B) 0,6 cal/(g · ºC).
(C) 0,7 cal/(g · ºC).
(D) 0,8 cal/(g · ºC).
(E) 0,9 cal/(g · ºC).
(Enunciado e figura: Vestibular Einstein 2025 (Administração), Prova de Conhecimentos Gerais — Einstein/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Israelita de Ciências da Saúde Albert Einstein e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o calor específico do etanol líquido, lido no trecho certo da curva de aquecimento.
Passo 1 — ler a curva. Num gráfico T × Q, trecho horizontal é mudança de fase (o calor entra e a temperatura não muda) e trecho inclinado é aquecimento de uma fase só (calor sensível). Aqui:
• de Q = 0 a 2,5 kcal, a –112 °C: a fusão (o etanol sólido virando líquido);
• de 2,5 a 13,9 kcal, de –112 °C a 78 °C: o líquido esquentando;
• a partir de 13,9 kcal, a 78 °C: a ebulição.
O calor específico do líquido sai do trecho inclinado.
Passo 2 — calor e variação de temperatura no trecho do líquido:
Passo 3 — a fórmula do enunciado, com a massa em gramas e o calor em calorias, para c sair em cal/(g · °C):
Conferindo com a realidade: o etanol funde perto de –114 °C, ferve a 78 °C, e o calor específico do líquido é cerca de 0,58 cal/(g · °C). Os dados do gráfico são coerentes.
⚠️ A armadilha: usar o calor total até o início da ebulição, 13,9 kcal, esquecendo que os primeiros 2,5 kcal foram gastos na fusão, sem variar a temperatura: , a alternativa C. Outro erro é fazer ΔT = 78 – 112 (esquecendo que –112 é negativo), o que dá uma variação de temperatura negativa e sem sentido.
A ideia em uma frase: na curva de aquecimento, o calor específico de uma fase sai do trecho inclinado dela: c = Q/(m ΔT), usando só o calor daquele trecho.
Resposta: alternativa B (0,6 cal/(g · °C)).
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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