ENEM 2009 PPL — questão 34 de Física
Enunciado em texto
O Inmetro procedeu à análise de garrafas térmicas com ampolas de vidro, para manter o consumidor informado sobre a adequação dos produtos aos Regulamentos e Normas Técnicas. Uma das análises é a de eficiência térmica. Nesse ensaio, verifica-se a capacidade da garrafa térmica de conservar o líquido aquecido em seu interior por determinado tempo. A garrafa é completada com água a 90 °C até o volume total. Após 3 horas, a temperatura do líquido é medida e deve ser, no mínimo, de 81 °C para garrafas com capacidade de 1 litro, pois o calor específico da água é igual a 1 cal/g °C.
Disponível em: http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtos/garrafavidro.asp. Acesso em: 3 maio 2009 (adaptado)
Atingindo a água 81 °C nesse prazo, a energia interna do sistema e a quantidade de calor perdida para o meio são, respectivamente,
a) menor e de 900 cal.
b) maior e de 900 cal.
c) menor e de 9.000 cal.
d) maior e de 9.000 cal.
e) constante e de 900 cal.
(Enunciado: ENEM 2009 PPL (2ª aplicação), Caderno 3 – Branco — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: se a energia interna da água aumentou ou diminuiu, e quanto calor ela perdeu.
Passo 1 — a massa de água. A garrafa tem 1 litro e a densidade da água é 1 g/cm³ (1 kg por litro):
Passo 2 — o calor sensível. A água esfriou de 90 °C para 81 °C, sem mudar de fase:
O sinal negativo indica que a água perdeu calor: 9.000 cal foram para o meio.
Passo 3 — a energia interna. A água não realiza trabalho apreciável (o volume quase não muda), então todo o calor perdido sai da energia interna. Além disso, a energia interna está ligada à agitação das moléculas, medida pela temperatura: se a temperatura caiu, a energia interna diminuiu.
⚠️ As armadilhas: usar 100 g em vez de 1.000 g dá 900 cal (alternativa A). E achar que a garrafa térmica isola perfeitamente leva à energia “constante” (alternativa E); o próprio teste mostra que a água esfria.
A ideia em uma frase: 1 litro de água tem 1.000 g; esfriar 9 °C é perder 1.000 × 1 × 9 = 9.000 cal, e temperatura menor é energia interna menor.
Resposta: alternativa C (menor e de 9.000 cal).
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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