UFPR 2024 — questão 14 de Física

Enunciado em texto
O texto a seguir é referência para as questões 10 a 18.
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 dado objeto de massa constante g está a uma temperatura °C. Seu calor específico vale J/g.°C. Esse objeto passa por um processo termodinâmico que retira uma dada quantidade de calor Q, de modo que o objeto chega à temperatura T = 10 °C sem sofrer mudanças de estado físico. Em todo esse processo, seu calor específico é considerado constante. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da quantidade de calor Q retirada do objeto durante o processo.
A) kJ
B) kJ
C) kJ
D) kJ
E) kJ
(Enunciado: Processo Seletivo UFPR 2024, 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: quanto calor foi retirado de um objeto de 300 g para resfriá-lo de 30 °C a 10 °C, sem mudança de estado.
Passo 1 — calor sensível. Sem mudança de estado, o calor trocado só muda a temperatura: . Aqui °C; o sinal negativo indica que o objeto perdeu calor. A questão pede o valor retirado, então usamos o módulo.
Conferindo: cada grama precisa perder 0,4 J por grau; 300 g perdem J por grau; em 20 graus, J.
⚠️ A armadilha: usar a temperatura final ou a inicial no lugar da variação: com 10 °C sai 1,2 kJ (alternativa B); com 30 °C, 3,6 kJ. Outra é errar a conversão para kJ e marcar 24 kJ (alternativa E). O que entra na fórmula é a variação, 20 °C, e .
A ideia em uma frase: J kJ retirados.
Resposta: alternativa C (2,4 kJ).
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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