UEM 2016 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 17 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: calcular o calor e o tempo para levar a água até 100 °C e o calor de vaporização.

Passo 1 — calor sensível (m = 0,1 kg, Δθ = 77 °C):

$$Q = m\,c\,\Delta\theta = 0{,}1 \cdot 4190 \cdot 77$$

$$Q = 32\,263\ \text{J}$$

(01) Verdadeira.

$$\Delta t = \frac{Q}{P} = \frac{32\,263}{200}$$

$$\Delta t \approx 161\ \text{s} \approx 2{,}7\ \text{min}$$

Menos de 3 minutos (180 s).

(02) Falsa.

$$Q_v = m\,L_v = 0{,}1 \cdot 2{,}26 \times 10^6$$

$$Q_v = 226\ \text{kJ}$$

(04) Verdadeira. O aquecedor é um resistor: a energia elétrica se dissipa por efeito Joule ($P = Ri^2$) e esse calor é transferido à água.

(08) Verdadeira.

$$Q = \frac{32\,263\ \text{J}}{4{,}19\ \text{J/cal}} = 7\,700\ \text{cal}$$

(De outro jeito: $c = 4190/4{,}19 = 1000$ cal/kg·K = 1 cal/g·°C, e $Q = 100 \cdot 1 \cdot 77 = 7700$ cal.)

(16) Falsa. Calor sensível é o que muda a temperatura. A mudança de líquido para vapor se faz com calor latente, a temperatura constante.

⚠️ A armadilha: na (02), errar a potência de 10 ao converter 2,26 MJ/kg: $0{,}1 \times 2{,}26 \times 10^6 = 2{,}26 \times 10^5$ J = 226 kJ.

A ideia em uma frase: calor sensível muda a temperatura (mcΔθ), calor latente muda o estado (mL); com potência constante, o tempo é o calor dividido pela potência.

Resposta: soma 13 (01 + 04 + 08).