UFPR 2022 — questão 28 de Física

Enunciado em texto
O texto a seguir é referência para as questões 23 a 28.
Em todas as questões, as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por g. Onde for necessário, use para o módulo da aceleração gravitacional.
Um calorímetro ideal contém 200 g de água a uma temperatura T = 20 °C ao nível do mar. Uma certa quantidade de calor correspondendo a 48 kJ é transferida à água, que atinge uma temperatura T. Supondo que todo o calor transferido foi absorvido pela água, sabendo que o calor específico da água vale c = 1 cal/g °C e considerando a conversão 1 cal = 4 J, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da temperatura final da água, que se mantém líquida em todo o processo.
A) T = 60 °C.
B) T = 70 °C.
C) T = 80 °C.
D) T = 90 °C.
E) T = 100 °C.
(Enunciado: Processo Seletivo UFPR 2022, 1ª fase (Conhecimentos Gerais) — Universidade Federal do Paraná, NC-UFPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Paraná (UFPR) e ao seu Núcleo de Concursos (NC-UFPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: a temperatura final de 200 g de água, a 20 °C, que recebe 48 kJ de calor sem mudar de estado.
Passo 1 — o calor em calorias. O calor específico está em cal/g °C, então convertemos o calor para calorias:
Passo 2 — calor sensível. A água continua líquida, então todo o calor vai para aumentar a temperatura: .
Passo 3 — a temperatura final. °C. Está abaixo de 100 °C (ponto de ebulição ao nível do mar), coerente com a água seguir líquida.
⚠️ A armadilha: dar como resposta a variação de temperatura, 60 °C (alternativa A), esquecendo de somar os 20 °C iniciais. Outra é multiplicar por 4 em vez de dividir: com cal, a água “passaria” de 100 °C.
A ideia em uma frase: 48 kJ = 12 000 cal; °C; a água vai de 20 °C para 80 °C.
Resposta: alternativa C (80 °C).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.