FACISB 2015 — questão 66 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a temperatura inicial $\theta_0$ do bloco de 200 g.

Passo 1 — o calor específico do ouro (gráfico 1). O bloco de 100 g recebe 120 cal e esquenta 60 − 20 = 40 ºC:

$$c = \frac{Q}{m\,\Delta\theta} = \frac{120}{100 \times 40}$$

$$c = 0{,}03\ \text{cal/(g}\cdot{}^{\circ}\text{C)}$$

Passo 2 — o segundo bloco. É o mesmo material (mesmo c), com o dobro da massa. Com 180 cal:

$$\Delta\theta = \frac{Q}{m\,c} = \frac{180}{200 \times 0{,}03} = 30\ {}^{\circ}\text{C}$$

Passo 3 — a temperatura inicial. Ele terminou a 70 ºC depois de subir 30 ºC:

$$\theta_0 = 70 - 30 = 40\ {}^{\circ}\text{C}$$

⚠️ A armadilha: esquecer que a massa dobrou e usar a mesma “inclinação” do gráfico 1 (40 ºC para 120 cal): com 180 cal o bloco subiria 60 ºC e $\theta_0$ seria 10 ºC, valor que nem está nas alternativas. O aviso “escala diferente” está lá justamente para não comparar os desenhos a olho.

A ideia em uma frase: o calor específico é do material; com o dobro da massa, a mesma quantidade de calor esquenta o bloco a metade.

Resposta: alternativa D (40 ºC).