FACISB 2022 — questão 65 de Física

Enunciado em texto
Uma empresa utiliza água de um rio às margens do qual está instalada para resfriar parte de seus equipamentos. Considere que a quantidade de calor a ser retirada dos equipamentos a cada segundo é de J, que a água do rio tem densidade e calor específico, respectivamente, iguais a e J/(kg · ºC) e que, por razões ecológicas, essa água deve ser devolvida ao rio a uma temperatura que não exceda 2,0 ºC em comparação à temperatura com que foi captada. O volume de água que deve ser captado do rio, a cada segundo, deve ser, no mínimo,
(A) .
(B) .
(C) .
(D) .
(E) .
(Enunciado: Vestibular FACISB 2022 — FACISB/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências da Saúde de Barretos Dr. Paulo Prata (FACISB) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o menor volume de água por segundo capaz de absorver o calor sem esquentar mais de 2 °C.
Passo 1 — a massa mínima. Quanto menos água, mais ela esquenta. O limite é Δθ = 2,0 °C. Em cada segundo:
Passo 2 — o volume. Com densidade 1 000 kg/m³:
⚠️ A armadilha: esquecer o Δθ = 2 °C na conta: sai 10 000 kg, ou 10 m³, que nem está nas opções. A água pode esquentar 2 °C, então cada quilograma absorve o dobro do que absorveria esquentando 1 °C, e a massa necessária cai à metade. E não confunda “no mínimo”: menos água do que isso esquentaria mais de 2 °C.
A ideia em uma frase: o calor retirado é absorvido pela água (Q = mcΔθ); fixado o Δθ máximo, sai a massa mínima, e a densidade dá o volume.
Resposta: alternativa E ().
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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