UECE 2021.1 — questão 46 de Física

Gabarito BCalorimetria — calor sensível (Q = mcΔT) com a mesma fonte e o mesmo tempoVestibular 2021.1 · 1ª fase · Conhecimentos Gerais · Gabarito 1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 46 de Física do UECE 2021.1

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 caˊgua=1 cal/g ∘Cc_{\text{água}} = 1\ \text{cal/g}\,{}^{\circ}\text{C} e coˊleo de soja=0,5 cal/g ∘Cc_{\text{óleo de soja}} = 0{,}5\ \text{cal/g}\,{}^{\circ}\text{C} 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, Q=m c ΔTQ = m\,c\,\Delta T. Chamando de m a massa de água:

Qaˊgua=m×1×60=60 mQ_{\text{água}} = m \times 1 \times 60 = 60\,m

Qoˊleo=3m×0,5×ΔT=1,5 m ΔTQ_{\text{óleo}} = 3m \times 0{,}5 \times \Delta T = 1{,}5\,m\,\Delta T

Passo 3 — igualar:

1,5 m ΔT=60 m1{,}5\,m\,\Delta T = 60\,m

ΔT=601,5=40 ∘C\Delta T = \frac{60}{1{,}5} = 40\ {}^{\circ}\text{C}

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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