UECE 2021.1 — questão 46 de Física

Enunciado em texto
Uma fonte térmica foi utilizada na realização de experimentos de análise do comportamento térmico da água e do óleo de soja. Ao utilizar a fonte para aquecer certa massa de água, verificou-se uma elevação de 60 °C dessa substância. Desprezando as mudanças de estados de agregação, bem como as perdas de calor para o ambiente e considerando os valores dos calores específicos e constantes para as temperaturas consideradas, é correto dizer que a variação de temperatura sofrida pelo óleo de soja, em °C, com o triplo da massa da água durante o mesmo tempo de exposição à fonte térmica é
A) 90.
B) 40.
C) 180.
D) 10.
(Enunciado: Vestibular UECE 2021.1, 1ª fase — CEV/UECE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Ceará (UECE) e à sua Comissão Executiva do Vestibular (CEV/UECE).
Resolução comentada
O que a questão pede: quanto esquenta o óleo, com o triplo da massa de água, aquecido pela mesma fonte pelo mesmo tempo.
Passo 1 — o mesmo calor. Mesma fonte (mesma potência) e mesmo tempo de exposição, sem perdas: o óleo recebe a mesma quantidade de calor Q que a água recebeu.
Passo 2 — calor sensível, . Chamando de m a massa de água:
Passo 3 — igualar:
Conferindo pela intuição: calor específico pela metade faria o óleo esquentar o dobro (120 °C); massa três vezes maior faz esquentar um terço. Juntando: 60 × 2 ÷ 3 = 40 °C.
⚠️ A armadilha: inverter algum dos efeitos. Quem inverte os dois (60 × 3 ÷ 2) chega a 90 °C, a alternativa A; quem acerta a massa mas inverte o calor específico (60 × 0,5 ÷ 3) chega a 10 °C, a alternativa D; quem esquece a massa fica nos 120 °C, que nem está nas alternativas.
A ideia em uma frase: mesma fonte e mesmo tempo dão o mesmo calor; e ΔT = Q/(mc) diminui com a massa e com o calor específico.
Resposta: alternativa B (40 °C).
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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