Santa Marcelina 2015 (2º semestre) — questão 56 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quantos nuggets o óleo consegue aquecer até 150 °C sem cair abaixo disso.

Passo 1 — o calor que o óleo pode ceder. O óleo pode esfriar de 190 °C até, no mínimo, 150 °C (abaixo disso os nuggets ficariam encharcados):

$$Q_{\text{óleo}} = 500 \times 0{,}9 \times (190 - 150)$$

$$Q_{\text{óleo}} = 18\,000\ \text{cal}$$

Passo 2 — o calor que cada nugget precisa. De 25 °C a 150 °C:

$$Q_1 = 60 \times 1{,}2 \times (150 - 25)$$

$$Q_1 = 72 \times 125 = 9\,000\ \text{cal}$$

Passo 3 — quantos nuggets. Sem perdas para o ambiente, o calor cedido pelo óleo é o recebido pelos nuggets:

$$n = \frac{18\,000}{9\,000} = 2$$

Conferindo: com 2 nuggets, o equilíbrio fica exatamente em 150 °C: o óleo cede 18 000 cal e os nuggets recebem $2 \times 9\,000 = 18\,000$ cal. Com 3, a temperatura final ficaria abaixo de 150 °C.

⚠️ A armadilha: usar a variação de temperatura errada para o óleo, de 190 °C até 25 °C, como se ele pudesse esfriar até a temperatura inicial dos nuggets: $500 \times 0{,}9 \times 165 = 74\,250$ cal, que daria cerca de 8 nuggets (alternativa C). O óleo só pode descer até 150 °C.

A ideia em uma frase: o óleo pode ceder calor só até chegar a 150 °C; divida esse calor pelo que cada nugget precisa para chegar lá.

Resposta: alternativa E (2 nuggets).