PUC-Campinas 2013 — questão 36 de Física

Gabarito DCalorimetria — energia para aquecer e vaporizar águaVestibular 2013 · Prova Geral (todos os cursos)

Enunciado da questão 36 de Física do PUC-Campinas 2013 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

A radiação solar incidente na superfície da Terra provoca a evaporação da água, formando as nuvens. Esse processo ocorre rapidamente com a água contida em uma panela, aberta à pressão atmosférica normal, ao receber o calor produzido pela combustão do gás de cozinha.

Considere uma porção de 0,50 kg de água, inicialmente a 20 °C, sendo totalmente vaporizada a 100 °C.

Seja: $c_{\text{água}} = 4{,}2 \cdot 10^3\ \text{J/kg}\ {}^{\circ}\text{C}$ e $L_{\text{vaporização}} = 2{,}26 \cdot 10^6\ \text{J/kg}$ .

A energia recebida por essa porção de água até a sua vaporização total é, em joules, de

(A) $1{,}68 \cdot 10^3$ .

(B) $2{,}81 \cdot 10^3$ .

(D) $1{,}30 \cdot 10^6$ .

(E) $2{,}60 \cdot 10^6$ .

(Enunciado: Vestibular PUC-Campinas 2013, Prova Geral — PUC-Campinas.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC-Campinas).

Resolução comentada

O que a questão pede: a energia total para levar 0,50 kg de água de 20 °C até vapor a 100 °C.

Passo 1 — aquecer de 20 °C a 100 °C (calor sensível):

$Q_1 = 0{,}50 \times 4{,}2 \times 10^3 \times 80$

$Q_1 = 1{,}68 \times 10^5\ \text{J}$

Passo 2 — vaporizar a 100 °C (calor latente):

$Q_2 = 0{,}50 \times 2{,}26 \times 10^6$

$Q_2 = 1{,}13 \times 10^6\ \text{J}$

Passo 3 — o total:

$Q = 0{,}168 \times 10^6 + 1{,}13 \times 10^6$

$Q \approx 1{,}30 \times 10^6\ \text{J}$

⚠️ A armadilha: contar só a vaporização, $1{,}13 \times 10^6$ J (alternativa C), esquecendo que a água precisa antes chegar a 100 °C. Ou esquecer de multiplicar pela massa: $2{,}26 + 0{,}336 \approx 2{,}60 \times 10^6$ J, a alternativa E.

A ideia em uma frase: primeiro aquecer até a ebulição, depois vaporizar: some o calor sensível com o latente.

Resposta: alternativa D (1,30 · 10⁶ J).

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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