UERJ 2020 (2º Exame de Qualificação) — questão 43 de Física
Enunciado em texto
Para aquecer a quantidade de massa m de uma substância, foram consumidas 1450 calorias. A variação de seu calor específico c, em função da temperatura θ, está indicada no gráfico.
[Gráfico: eixo vertical c (), eixo horizontal θ (°C). O calor específico sobe em linha reta de 0,20, em θ = 0, até 0,25, em θ = 20 °C; depois fica constante em 0,25 até θ = 60 °C, onde o gráfico termina (linha tracejada vertical).]
O valor de m, em gramas, equivale a:
(A) 50
(B) 100
(C) 150
(D) 300
(Enunciado e figura: Vestibular Estadual UERJ 2020, 2º Exame de Qualificação — DSEA/UERJ.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).
Resolução comentada
O que a questão pede: a massa aquecida, sabendo o calor gasto e como o calor específico muda com a temperatura. O enunciado não diz as temperaturas inicial e final; o natural é ler o aquecimento como todo o intervalo do gráfico, de 0 °C a 60 °C.
Passo 1 — calor sensível com c variável. Com c constante, . Quando c varia, cada pedacinho de aquecimento usa o c daquele trecho, e a soma vira a área sob o gráfico c × θ:
Passo 2 — a área de 0 a 20 °C (trapézio, com c de 0,20 a 0,25):
Passo 3 — a área de 20 a 60 °C (retângulo):
Área total: cal/g.
Passo 4 — a massa:
⚠️ A armadilha: usar só o trecho em que c é constante (de 20 °C a 60 °C), onde a fórmula parece valer direto. A área fica 10 cal/g e g, perto de 150 (alternativa C). O trecho de 0 a 20 °C também consome calor.
A ideia em uma frase: quando o calor específico varia, o calor por grama é a área sob o gráfico c × θ; depois é só dividir.
Resposta: alternativa B (100 g).
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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