FMJ 2025 — questão 38 de Física
Enunciado em texto
Em um experimento realizado em 1843, o inglês James Prescott Joule mostrou que é possível aumentar a temperatura da água por meio da transferência de energia mecânica. O esquema representa a montagem do aparato utilizado por Joule nesse experimento.
[Figura: um recipiente com água, sobre uma base de tijolos, com um termômetro mergulhado na água. Dentro dele, pás presas a um eixo vertical. O eixo sobe até uma armação de madeira com uma manivela no alto; na parte de cima do eixo há um cordão enrolado, que passa por uma polia e sustenta um peso pendurado ao lado de uma régua vertical graduada.]
(www2.montes.upm.es)
O aparato era composto por um recipiente termicamente isolado que continha água. No interior desse recipiente havia pás conectadas a pesos por um sistema de polias. Quando os pesos caíam por ação da gravidade, as pás giravam e agitavam a água, aquecendo-a levemente.
Um procedimento em que acontece a mesma transformação de energia ocorrida no experimento de Joule é
(A) o assamento de uma pizza em um forno a lenha.
(B) o aquecimento das mãos por meio de fricção em dias de baixa temperatura.
(C) o aquecimento do ar ambiente por meio de um condicionador de ar.
(D) o aquecimento de água em um fogão a gás.
(E) a movimentação de um automóvel por meio de um motor a explosão.
(Enunciado e figura: Vestibular FMJ 2025, Medicina, Prova II — FMJ/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Jundiaí (FMJ) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: qual situação do dia a dia transforma energia do mesmo jeito que o aparelho de Joule.
Passo 1 — a transformação no experimento de Joule. O peso desce: a energia potencial gravitacional vira energia cinética das pás. As pás giram e agitam a água, e o atrito entre as pás e a água (e da água com ela mesma) transforma essa energia de movimento em energia térmica. Resumindo:
energia mecânica → energia térmica, por atrito. Nada de combustão, nada de eletricidade.
Passo 2 — procurar a mesma transformação. Ao esfregar as mãos, você faz trabalho mecânico contra o atrito entre as palmas, e esse trabalho vira energia térmica: as mãos esquentam. É exatamente a ideia de Joule.
Por que não as outras:
• (A) forno a lenha e (D) fogão a gás: a energia vem da queima de um combustível, ou seja, é energia química virando térmica.
• (C) condicionador de ar: a energia vem da rede elétrica; é energia elétrica fazendo o aparelho levar calor para o ambiente.
• (E) motor a explosão: é o caminho contrário. A queima do combustível (química) aquece os gases, e parte dessa energia térmica vira energia mecânica do carro.
⚠️ A armadilha: a E, por ter “movimento” e “calor” juntos. Mas no motor a ordem é inversa: o calor gera o movimento. No experimento de Joule, o movimento gera o calor.
A ideia em uma frase: Joule mostrou que trabalho mecânico vira calor: é o que acontece quando você esfrega as mãos para esquentá-las.
Resposta: alternativa B.
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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