PUC-RS 2013 (inverno) — questão 4 de Física

Gabarito ECalorimetria — potência liberada na condensação de uma nuvemConcurso Vestibular · Inverno

Enunciado da questão 4 de Física do PUC-RS 2013 (inverno) — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Nuvens são constituídas por gotículas de água (portanto em fase líquida) que se originam da condensação do vapor de água, o qual é invisível, pois é formado por moléculas de água isoladas e distanciadas umas das outras.

Com base nessas informações, considere a seguinte situação:

Uma massa de ar ascendente quente e úmido, ao encontrar o ar frio e seco numa altitude superior, permite a formação de uma pequena nuvem com 10,0kg de água em 226s (aproximadamente 3,8min). Sendo $-2{,}26 \times 10^{6}$ J/kg o calor de condensação da água, a potência em módulo desenvolvida na formação da nuvem é de

(A) 2,26kW

(B) 22,6kW

(D) 10,0kW

(E) 100kW

(Enunciado: Concurso Vestibular PUC-RS 2013 (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: a potência (em módulo) liberada enquanto 10,0 kg de vapor se condensam em 226 s.

Passo 1 — o calor da condensação. Calor latente: $Q = m\,L$ . O sinal negativo indica que o vapor libera calor ao condensar; em módulo:

$|Q| = 10{,}0 \times 2{,}26\times10^{6}$

$|Q| = 2{,}26\times10^{7}\ \text{J}$

Passo 2 — a potência:

$P = \frac{|Q|}{\Delta t} = \frac{2{,}26\times10^{7}}{226}$

$P = 1{,}00\times10^{5}\ \text{W} = 100\ \text{kW}$

⚠️ A armadilha: usar o tempo em minutos (3,8 min) em vez de segundos, ou errar a potência de dez na divisão ( $2{,}26 \times 10^7/226 = 10^5$ ). Conte as casas: 226 é $2{,}26 \times 10^2$ .

A ideia em uma frase: potência é energia por segundo: o calor latente total (mL) dividido pelo tempo em segundos.

Resposta: alternativa E (100 kW).

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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