UEM 2012 (Inverno) — questão 32 de Física

Enunciado em texto
Uma preocupação com o aquecimento global é o processo de derretimento dos glaciares, que tem como consequência o aumento gradual do nível do mar. Considere que a densidade do gelo é 920 kg/m³ e que esse valor corresponde, aproximadamente, a 90% da densidade da água do mar; além disso, o calor latente de fusão do gelo é de aproximadamente 334 kJ/kg. Levando em conta essas informações, assinale o que for correto.
(01) 90% do volume de um iceberg (geleira flutuante) ficam imersos em águas marinhas.
(02) O aumento do nível do mar com o derretimento das geleiras ocorre porque a água ocupa um volume maior do que uma quantidade de gelo com a mesma massa.
(04) A quantidade de calor que uma geleira de m³ precisa absorver para derreter completamente é superior a kJ.
(08) Se um bloco de gelo é submetido a uma potência constante de aquecimento, em intervalos de tempo de mesma duração, massas iguais de gelo são derretidas.
(16) A massa de gelo presente em uma camada cilíndrica de 2 m de raio com 2 cm de espessura é superior a 270 kg.
(Enunciado: Vestibular UEM 2012 (Inverno) — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: aplicar flutuação e calor latente ao gelo das geleiras.
(01) Verdadeira. Para um corpo flutuando, a fração imersa é a razão entre as densidades:
(02) Falsa. É o contrário: a água líquida ocupa volume menor que a mesma massa de gelo (por isso o gelo flutua). O nível do mar sobe porque gelo que estava sobre os continentes derrete e escoa para o oceano.
(04) Verdadeira.
Maior que kJ.
(08) Verdadeira. Durante a fusão (gelo a 0 °C), todo o calor recebido vai para derreter: . Com P e L constantes, intervalos iguais derretem massas iguais, . (Pressupõe-se que o gelo já esteja a 0 °C, como em uma geleira derretendo; se estivesse abaixo disso, haveria antes um trecho só de aquecimento.)
(16) Falsa. Volume da camada: m³:
Menos de 270 kg.
⚠️ A armadilha: a (02). O gelo é menos denso que a água; derretendo, ele encolhe. O que eleva o mar é o gelo de terra firme indo para o oceano.
A ideia em uma frase: a fração imersa de um corpo flutuante é d_corpo/d_líquido; e, na fusão, Q = mL com a temperatura parada.
Resposta: soma 13 (01 + 04 + 08).
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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