PUC-Rio 2024 (Grupo 1) — questão 11 de Física
Enunciado em texto
Coloca-se 0,50 kg de gelo a uma temperatura desconhecida e 1,00 kg de água a 50 °C em um calorímetro perfeito.
A temperatura inicial do gelo, em graus Celsius, para que, no equilíbrio, apenas haja água a 0 °C dentro do calorímetro é
(A) 0
(B) −10
(C) −20
(D) −40
(E) −50
Dado: calor específico da água: 1 cal/g °C; calor específico do gelo: 0,5 cal/g °C; calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g
(Enunciado: Vestibular PUC-Rio 2024, Grupo 1 — PUC-Rio.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio).
Resolução comentada
O que a questão pede: quão frio estava o gelo para que tudo termine como água a 0 °C.
Passo 1 — o calor que a água cede. De 50 °C até 0 °C:
Passo 2 — o que o gelo absorve. O gelo esquenta de θ até 0 °C e depois derrete inteiro (no fim só há água):
Passo 3 — igualar.
⚠️ A armadilha: usar para o gelo o calor específico da água (1 cal/g °C) em vez de 0,5: daria −250θ virar −500θ e θ = −20 °C, a alternativa C.
A ideia em uma frase: o calor que a água cede até 0 °C paga o aquecimento do gelo até 0 °C e a fusão completa.
Resposta: alternativa D (−40 °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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