PUC-SP 2023 (inverno, Parte B) — questão 13 de Física
Enunciado em texto
Os fornos micro-ondas funcionam por meio de um fenômeno chamado de aquecimento dielétrico, no qual as moléculas de água dos alimentos que estão em aquecimento rotacionam e transferem energia para as moléculas vizinhas ao se chocarem com elas. Assim, a energia absorvida aumenta a vibração das partículas, aquecendo a comida. Pensando nessa explicação, é possível entender que para elevar a temperatura de 100 g de batata-doce congelada, variando essa temperatura de 5 °C para 45 °C, sabendo que ela é composta de 80% de água e utilizando um forno micro-ondas por 1 minuto, por exemplo, é necessário ajustar a potência do aparelho para um valor específico. Considere ainda que toda a energia elétrica consumida é convertida em energia térmica transferida para a água, cujo calor específico é igual a 4,2 J/g °C.
A potência específica do forno micro-ondas para aquecer a porção de batata-doce equivale a
• 504 W.
• 280 W.
• 224 W.
• 168 W.
• 134 W.
(Enunciado: Vestibular PUC-SP 2023 (Inverno) — 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: a potência do micro-ondas para aquecer a água da batata-doce de 5 °C a 45 °C em 1 minuto.
Passo 1 — a massa que aquece. O enunciado manda considerar que toda a energia vai para a água, que é 80% dos 100 g:
Passo 2 — o calor sensível. A variação de temperatura é °C:
Passo 3 — a potência. Em 1 minuto (60 s):
Por que não as outras: 280 W é o que sai usando os 100 g inteiros como se fossem água (). 168 W sairia com uma variação de 30 °C, e 504 W com 90 °C; nenhuma das duas é a do enunciado.
⚠️ A armadilha: usar a massa total da batata-doce (100 g). O enunciado diz que a energia vai para a água, que é só 80% da massa.
Observação: o texto chama a batata-doce de "congelada", mas a 5 °C a água não está congelada; não há fusão a considerar, só calor sensível de 5 °C a 45 °C.
A ideia em uma frase: calor sensível da água ( com m = 80 g) dividido pelo tempo em segundos dá a potência.
Resposta: 224 W (a 3ª alternativa).
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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