UEM 2018 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 5 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: comparar as variações de temperatura de amostras que recebem o mesmo calor $Q$.

Passo 1 — capacidade térmica. De $Q = m\,c\,\Delta\theta = C\,\Delta\theta$, com o mesmo $Q$, a variação é inversamente proporcional a $C = m\,c$:

$$\Delta\theta = \frac{Q}{C}$$

• amostra 1: $C = 200 \times 0{,}30 = 60$ cal/°C;

• amostra 2: $C = 100 \times 0{,}90 = 90$ cal/°C;

• amostra 3: $C = 1000 \times 0{,}01 = 10$ cal/°C;

• amostra 4: $C = 1200 \times 0{,}05 = 60$ cal/°C;

• amostra 5: $C = 300 \times 0{,}50 = 150$ cal/°C.

(01) Falsa. A maior variação é a da menor capacidade térmica: amostra 3 (10 cal/°C).

(02) Falsa. A menor variação é a da maior capacidade térmica: amostra 5 (150 cal/°C).

(04) Verdadeira. As amostras 1 e 4 têm a mesma capacidade térmica, 60 cal/°C.

(08) Verdadeira.

$$\frac{\Delta\theta_1}{\Delta\theta_2} = \frac{C_2}{C_1} = \frac{90}{60} = \frac{3}{2}$$

(16) Falsa. A capacidade térmica do conjunto é a soma:

$$C = 60 + 90 + 10 + 60 + 150$$

$$C = 370\ \text{cal/}{}^{\circ}\text{C}$$

O 1,76 é a soma dos calores específicos (0,30 + 0,90 + 0,01 + 0,05 + 0,50), que não tem significado físico; e cal/g·°C é unidade de calor específico, não de capacidade térmica.

⚠️ A armadilha: olhar só o calor específico e concluir que a amostra 3 ($c$ = 0,01) ou a 2 ($c$ = 0,90) são os extremos. O que decide é o produto $m\,c$.

A ideia em uma frase: com o mesmo calor, varia mais a temperatura de quem tem menor capacidade térmica, C = mc.

Resposta: soma 12 (04 + 08).