PUC-RS 2012 (inverno) — questão 5 de Física
Enunciado em texto
INSTRUÇÃO: Responder à questão 5 com base nas informações e afirmativas a seguir.
Um recipiente contém inicialmente uma quantidade desconhecida de água na fase sólida e 900g de água na fase líquida em equilíbrio térmico a 0°C. A mistura é lentamente aquecida absorvendo 200cal/min, e sua temperatura é medida em diversos instantes. Os dados registrados são mostrados no gráfico a seguir. O calor de fusão da água é 80,0°cal/g e seu calor específico é 1,00cal/g°C.
[Gráfico: temperatura (°C), de 0,00 a 5,00, em função do tempo (min), de 0,0 a 80,0. A temperatura fica em 0,00°C de 0 a 40,0min; depois sobe em linha reta, chegando a 4,00°C em 60,0min.]
Com base nas informações do gráfico e do texto acima, afirma-se:
I. O calor recebido pela mistura nos 40min iniciais do aquecimento é cal.
II. A massa de água congelada inicialmente presente na mistura é 100g.
III. Nos 10min finais do aquecimento, a temperatura da mistura aumenta 2,00°C.
Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s)
(A) I, apenas.
(B) II, apenas.
(C) I e III, apenas.
(D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2012 (Inverno) — PUCRS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar três afirmações sobre o aquecimento da mistura gelo + água.
I — o calor nos 40 min iniciais:
São cal. Verdadeira.
II — a massa de gelo. Nos 40 primeiros minutos a temperatura fica em 0 °C: todo esse calor serve para derreter o gelo. Quando o gelo acaba, a temperatura começa a subir. Então:
Verdadeira.
III — os 10 min finais. Depois de derreter tudo, há 900 + 100 = 1 000 g de água líquida. Em 10 min ela recebe cal:
Confere com o gráfico: de 40 a 60 min a temperatura sobe 4,00 °C, ou seja, 2,00 °C a cada 10 min. Verdadeira.
⚠️ A armadilha: na afirmativa III, usar só os 900 g de água iniciais: dá cerca de 2,2 °C e faz a afirmativa parecer falsa. O gelo derretido também virou água e precisa ser aquecido.
A ideia em uma frase: patamar a 0 °C é gelo derretendo (Q = mL); depois do patamar, toda a água (inclusive a do gelo) esquenta junto (Q = mcΔT).
Resposta: alternativa E (I, II e III).
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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