São Camilo 2015 — questão 57 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto das 11 800 cal fornecidas escapou para o ambiente, sabendo que a água só chegou a 80 °C.

Passo 1 — derreter o gelo. Os 10 g de gelo a 0 °C precisam de calor latente para virar água a 0 °C:

$$Q_1 = m\,L = 10 \times 80 = 800\ \text{cal}$$

Passo 2 — aquecer toda a água até 80 °C. Depois da fusão, há 10 + 100 = 110 g de água a 0 °C:

$$Q_2 = m\,c\,\Delta\theta = 110 \times 1 \times 80$$

$$Q_2 = 8\,800\ \text{cal}$$

Passo 3 — o calor que de fato ficou na água e o que se perdeu:

$$Q_{\text{útil}} = 800 + 8\,800 = 9\,600\ \text{cal}$$

$$Q_{\text{perdido}} = 11\,800 - 9\,600 = 2\,200\ \text{cal}$$

Conferindo: sem perdas, a previsão de 100 °C confere: 800 + 110 × 100 = 11 800 cal. A diferença entre o previsto e o obtido é só o aquecimento de 80 °C a 100 °C das 110 g: 110 × 20 = 2 200 cal.

⚠️ A armadilha: esquecer que o gelo derretido também esquenta, aquecendo só os 100 g de água; ou esquecer o calor de fusão. Os dois erros mudam a conta e levam a valores errados.

A ideia em uma frase: calor perdido é o calor fornecido menos o que a amostra absorveu: fusão (mL) mais aquecimento (mcΔθ) de toda a água.

Resposta: alternativa E (2 200 cal).