FMJ 2027 — questão 38 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto o óleo esquenta com o mesmo calor que aquece a água em 18 °C.

A equação, e só ela:

$$Q = m\,c\,\Delta\theta$$

O que é igual nos dois casos, e o que muda. A massa é a mesma ($m$) e o calor é o mesmo ($Q$). Muda só o calor específico. Então escreva a mesma quantidade $Q$ de dois jeitos e iguale:

$$Q = m \cdot c_{\text{água}} \cdot \Delta\theta_{\text{água}} = m \cdot c_{\text{óleo}} \cdot \Delta\theta_{\text{óleo}}$$

O $m$ cancela — e é por isso que a questão nunca diz quanto vale.

$$1{,}00 \times 18 = 0{,}45 \times \Delta\theta_{\text{óleo}}$$

$$\Delta\theta_{\text{óleo}} = \frac{18}{0{,}45} = \mathbf{40\ ^\circ\text{C}}$$

A leitura física do resultado, que dispensa a conta. O calor específico é o quanto de energia uma substância exige para esquentar. O óleo exige menos da metade do que a água ($0{,}45$ contra $1{,}00$), então o mesmo calor tem de esquentá-lo mais do que o dobro: $18 \to 40$. Só a alternativa (D) passa de 36.

⚠️ A armadilha da (A), 8 °C. É a razão invertida: $18 \times 0{,}45 = 8{,}1$. Quem multiplica em vez de dividir está dizendo que o óleo esquenta menos que a água — o contrário do que o número $0{,}45$ significa. Antes de dividir, decida pelo sentido: esquenta mais ou esquenta menos? Se o calor específico é menor, esquenta mais, e o resultado tem de ser maior que 18.

Por que a água é assim, e isso vale muito além da prova. O calor específico da água é um dos maiores da natureza — é ela a substância que "resiste" a mudar de temperatura. Daí o mar demorar a esquentar e a esfriar, o litoral ter amplitude térmica menor que o sertão, e o radiador do carro ser de água e não de óleo. O mesmo número que resolve esta questão explica o clima da costa brasileira.

A ideia em uma frase: mesma massa e mesmo calor: o aumento de temperatura é inversamente proporcional ao calor específico.

Resposta: alternativa D.