PUC-SP 2008 — questão 16 de Física

Gabarito CCalorimetria — calor específico da areia e da água na praiaVestibular de Verão · Prova objetiva
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 16 de Física do PUC-SP 2008

Enunciado em texto

Leia a tirinha a seguir:

[Tirinha de Calvin e Haroldo em nove quadros. 1: na praia, Calvin diz a Haroldo: “Haroldo, você não trouxe seu calção de banho aqui para a praia.” 2: Haroldo responde: “Não, prefiro ‘mergulho em pelo’.” 3: os dois correm gritando “Uhuhuhuhu!”. 4: correndo pela areia, sob o sol: “Ai ai quente quente quente quente…”. 5: os dois se atiram na água: “Aaaaahhhh”. 6: a água espirra: “Blup”, “Blop”. 7: saem da água tremendo: “Bbbrrrr! Frio frio frio…”. 8: correm de volta pela areia, sob o sol: “Ai ai ai quente quente quente quente…”. 9: no carro, o pai diz à mãe: “Não me diga que viajamos uma hora e meia para isso!”]

Bill Watterson (Calvin e Haroldo)

O fato de Calvin e Haroldo sentirem as sensações de calor e de frio, acima, sugere que a situação se passa

(A) de manhã e o calor específico da areia é maior do que o da água.

(B) à tarde e o calor específico da areia é maior do que o da água.

(C) de manhã e o calor específico da areia é menor do que o da água.

(D) à tarde e o calor específico da areia é menor do que o da água.

(E) ao meio-dia e o calor específico da areia é igual ao da água.

(Enunciado e figura: Vestibular PUC-SP 2008 — PUC-SP.)

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

Resolução comentada

O que a questão pede: explicar por que a areia queima os pés e a água está gelada no mesmo momento, e em que parte do dia isso combina.

Passo 1 — o calor específico. Para uma mesma quantidade de calor recebida, ΔT=Q/(m c)\Delta T = Q/(m\,c): quanto menor o calor específico, maior a variação de temperatura. A areia esquenta muito com o sol e a água quase não muda de temperatura. Então:

careia<caˊguac_{\text{areia}} < c_{\text{água}}

Isso já elimina (A), (B) e (E).

Passo 2 — a hora do dia. Durante a noite, tudo perde calor e a água esfria. Pela manhã, depois de poucas horas de sol, a areia (de calor específico pequeno) já está quente, enquanto a água (de calor específico grande) continua fria, praticamente na temperatura que tinha ao fim da noite. É de manhã que o contraste “areia quente, água muito fria” fica mais nítido, e é a leitura que a banca propõe para a tirinha.

Atenção: a tirinha não mostra relógio; o que a física garante sem dúvida é a comparação dos calores específicos. À tarde a areia também estaria quente e a água ainda mais fria que ela; a escolha pela manhã se apoia no fato de a água estar no seu mínimo de temperatura depois da noite, enquanto a areia já esquentou nas primeiras horas de sol.

⚠️ A armadilha: inverter a relação e achar que a areia esquenta mais “porque absorve mais calor” (alternativas A e B). As duas recebem o mesmo sol; a areia esquenta mais justamente porque precisa de menos calor por grama para subir cada grau.

A ideia em uma frase: quem tem calor específico pequeno esquenta e esfria depressa (a areia); quem tem calor específico grande muda pouco de temperatura (a água).

Resposta: alternativa C (de manhã; a areia tem calor específico menor que o da água).

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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