Santa Casa 2024 — questão 65 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quantas calorias por minuto a amostra recebeu.

Passo 1 — escolher o trecho certo do gráfico. Só sabemos o calor específico do gálio sólido, então usamos a rampa inicial, de 0 a 4,0 min, em que a temperatura sobe de 0 a 30 °C. O patamar depois de 4,0 min é a fusão (o gálio derrete perto de 30 °C): ali a temperatura não muda e a fórmula $Q = mc\Delta\theta$ não se aplica.

Passo 2 — o calor recebido na rampa:

$$Q = m\,c\,\Delta\theta = 500 \times 0{,}08 \times 30$$

$$Q = 1\,200\ \text{cal}$$

Passo 3 — a taxa. Esse calor entrou em 4,0 min. Como o gráfico é uma reta (c constante, sem perdas), a taxa é constante:

$$\frac{Q}{\Delta t} = \frac{1\,200}{4{,}0} = 300\ \text{cal/min}$$

⚠️ A armadilha: dividir pelo tempo errado. Usando o último valor marcado no eixo, 5,0 min, sai 1 200/5,0 = 240 cal/min, a alternativa C. A variação de 30 °C acontece em 4,0 min; depois disso o calor vai para a fusão, sem aquecer.

A ideia em uma frase: na rampa, calor = m·c·Δθ; dividido pelo tempo da rampa, dá a potência de aquecimento.

Resposta: alternativa E (300 cal/min).