UEM 2019 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 29 de Física

Enunciado em texto
Visto que calor é uma forma de energia, ele pode ser medido em unidades de energia como o Joule (J). Outras unidades de medida de calor são a caloria (cal) e a British Thermal Unit (BTU). A caloria é definida como a quantidade de calor necessária para elevar de 14,5ºC para 15,5ºC a temperatura de 1g de água. Suponha que o calor específico da água seja constante. Considere que 1cal = 4,184J, 1BTU = 252cal e 1lb = 453,6g. A letra K refere-se à escala Kelvin de temperatura. Quanto à conversão da temperatura na escala Fahrenheit para a temperatura na escala Celsius , tem-se . Levando em conta as informações acima, assinale o(s) valor(es) correto(s) para o calor específico da água.
(01) .
(02) .
(04) .
(08) .
(16) .
(Enunciado: Vestibular UEM 2019 (Inverno), Conhecimentos Específicos — 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: converter o calor específico da água, cal/(g·°C), para outras unidades.
Passo 1 — o valor de partida. Pela definição de caloria, . Uma variação de 1 °C é igual a uma de 1 K, e uma de 1 °F é de grau Celsius.
(01) Verdadeira.
(É exatamente assim que a BTU foi definida: o calor para aquecer 1 libra de água em 1 °F.)
(02) Verdadeira. Multiplicando em cima e embaixo por 1000: .
(04) Falsa. O valor é , mil vezes o da afirmação.
(08) Falsa. seria mil vezes o valor correto.
(16) Falsa.
Em lb·°C, o calor específico da água vale 1,8 BTU/(lb·°C), não 1.
⚠️ A armadilha: nas (01) e (16), esquecer que o grau Fahrenheit é menor que o Celsius. Por grau Fahrenheit é preciso menos calor: é isso que faz a (01) dar exatamente 1.
A ideia em uma frase: 1 cal/(g·°C) = 1 kcal/(kg·K) = 4,184 kJ/(kg·K) = 1 BTU/(lb·°F): o calor específico da água é “1” nas unidades feitas para ela.
Resposta: soma 03 (01 + 02).
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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