UEM 2019 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 25 de Física

Enunciado em texto
Um cubo de gelo de massa igual a 2kg, à temperatura inicial de –30°C, é colocado em um forno de temperatura controlada e absorve calor à razão constante de 2000cal/min. Sejam , e períodos de tempo que se referem, respectivamente, ao 1) tempo de aquecimento do gelo (antes da fusão); 2) tempo de fusão do gelo a 0°C; e 3) tempo de aquecimento da água (após a fusão) até que sua temperatura alcance 30°C. Considere que o calor específico do gelo, o calor específico da água e o calor específico latente de fusão do gelo sejam, respectivamente, iguais a 0,50cal/(g·°C), 1,00cal/(g·°C) e 80,00cal/g. Nessas condições, assinale o que for correto.
(01) .
(02) .
(04) .
(08) .
(16) .
(Enunciado: Vestibular UEM 2019 (Verão), 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: calcular o calor de cada etapa e dividir pela taxa de 2000 cal/min.
Passo 1 — aquecer o gelo de –30 °C a 0 °C ( g):
Passo 2 — fundir o gelo:
Passo 3 — aquecer a água de 0 °C a 30 °C:
(01) Falsa. min, ou seja, 2 h 05 min: passa de 2 h.
(02) Falsa. min, mais que 1 h.
(04) Falsa. min, menos que 1 h.
(08) Verdadeira. min .
(16) Verdadeira. min .
⚠️ A armadilha: usar a massa em kg (2) com calores específicos em cal/g; todos os tempos sairiam mil vezes menores e as afirmações (01) e (02) pareceriam verdadeiras.
A ideia em uma frase: com potência constante, o tempo de cada etapa é proporcional ao calor dela; e a fusão, com L = 80 cal/g, é de longe a etapa mais demorada.
Resposta: soma 24 (08 + 16).
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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