UERJ 2025 (2º Exame de Qualificação) — questão 45 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanta água a queima de 100 g de etanol consegue aquecer em 60 °C.

Passo 1 — a energia da queima. Poder calorífico é a energia liberada por grama de combustível:

$$Q = 100 \times 30{,}00 = 3\,000\ \text{kJ}$$

$$Q = 3{,}0 \times 10^{6}\ \text{J}$$

Passo 2 — o calor sensível da água. Toda essa energia vai para a água, que não muda de fase, só de temperatura:

$$Q = m\,c\,\Delta T$$

$$m = \frac{Q}{c\,\Delta T} = \frac{3{,}0 \times 10^{6}}{4{,}20 \times 60}$$

$$m = \frac{3{,}0 \times 10^{6}}{252} \approx 11\,900\ \text{g}$$

Como c está em J/g °C, a massa sai em gramas: cerca de 11,9 kg, ou seja, aproximadamente 12 kg.

⚠️ A armadilha: as unidades. O poder calorífico está em kJ/g e o calor específico em J/g °C: sem passar os kJ para J, a conta dá 11,9 g, mil vezes menos. E a massa sai em gramas, não em quilogramas.

A ideia em uma frase: energia da queima = massa de combustível × poder calorífico; essa energia é o mcΔT da água — com tudo em J e g.

Resposta: alternativa D (≈ 12 kg).