Humanitas 2022 — questão 38 de Física

Gabarito BCalorimetria — capacidade térmica e taxa de perda de calorMedicina · Prova II · Versão 1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 38 de Física do Humanitas 2022

Enunciado em texto

Afim de reduzir a temperatura de uma bolsa térmica para tratamentos médicos de 20 °C para 5 °C, pode-se, de acordo com o fabricante, colocá-la em água misturada com gelo durante 20 minutos. Sabendo que, nesse processo, a bolsa perde calor a uma taxa média de 45 cal/min, a capacidade térmica dessa bolsa é

(A) 80 cal/°C.

(B) 60 cal/°C.

(C) 20 cal/°C.

(D) 40 cal/°C.

(E) 120 cal/°C.

(Enunciado: Vestibular Humanitas 2022, Prova II — Humanitas/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências Médicas Humanitas e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a capacidade térmica da bolsa, isto é, quantas calorias ela perde para cada grau que esfria.

Passo 1 — o calor total perdido. A bolsa perde, em média, 45 cal a cada minuto, durante 20 minutos:

Q=45×20=900 calQ = 45 \times 20 = 900\ \text{cal}

Passo 2 — a variação de temperatura: de 20 °C para 5 °C, a bolsa esfria 15 °C.

Passo 3 — a capacidade térmica. Por definição, Q=C ΔθQ = C\,\Delta\theta:

C=QΔθ=90015=60 cal/∘CC = \frac{Q}{\Delta\theta} = \frac{900}{15} = 60\ \text{cal}/{}^{\circ}\text{C}

⚠️ A armadilha: usar uma das temperaturas no lugar da variação: 900/5=180900/5 = 180 ou 900/20=45900/20 = 45 cal/°C. Nenhum dos dois valores está nas alternativas, o que já é um aviso. A capacidade térmica relaciona o calor com a variação de temperatura.

A ideia em uma frase: calor perdido = taxa × tempo; capacidade térmica = calor perdido / variação de temperatura.

Resposta: alternativa B (60 cal/°C).

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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