Sírio-Libanês 2026 — questão 37 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quantas garrafas de 1,5 L foram resfriadas de 25 °C a 5 °C pelos 4 kg de gelo.

Passo 1 — o calor que o gelo recebe, em três etapas (o gráfico mostra cada uma), com $m = 4\,000$ g:

• aquecer o gelo de –10 °C a 0 °C (rampa vermelha):

$$Q_1 = 4\,000 \times 0{,}5 \times 10 = 20\,000\ \text{cal}$$

• derreter o gelo a 0 °C (patamar):

$$Q_2 = 4\,000 \times 80 = 320\,000\ \text{cal}$$

• aquecer a água do degelo de 0 °C a 5 °C:

$$Q_3 = 4\,000 \times 1{,}0 \times 5 = 20\,000\ \text{cal}$$

$$Q_{\text{gelo}} = 360\,000\ \text{cal}$$

Passo 2 — o calor que a água das garrafas cede. Sem trocas com o ambiente, todo o calor que o gelo recebe vem da água das garrafas, que esfria de 25 °C a 5 °C:

$$M \times 1{,}0 \times (25 - 5) = 360\,000$$

$$M = 18\,000\ \text{g} = 18\ \text{kg}$$

Passo 3 — de massa para garrafas. Com densidade 1 kg/L, 18 kg de água são 18 L. Cada garrafa tem 1,5 L:

$$\frac{18}{1{,}5} = 12\ \text{garrafas}$$

⚠️ A armadilha: parar nos 18 L (ou 18 kg) e marcar 18, a alternativa D. A pergunta é o número de garrafas, e cada uma tem 1,5 L. Outro erro comum é esquecer o calor de fusão (o patamar do gráfico), justamente a maior parcela: sem ele, sobram só 40 000 cal, e a conta dá pouco mais de uma garrafa.

A ideia em uma frase: some todo o calor que o gelo absorve (aquecer, derreter, aquecer a água) e iguale ao calor que a água quente cede.

Resposta: alternativa E (12 garrafas).