UFU 2015-2 — questão 19 de Física
Enunciado em texto
Em um laboratório, dispõe-se de quatro amostras de ligas de materiais diferentes, cada uma com massa de 500g. Quando essas amostras são aquecidas, suas temperaturas variam conforme os gráficos a seguir.
[Quatro gráficos de Q (cal), no eixo vertical, em função de T (°C), no eixo horizontal, de 0 a 5 °C; todos são retas que partem da origem. Amostra I: chega a Q = 2000 cal em T = 5 °C. Amostra II: chega a Q = 1000 cal em T = 5 °C. Amostra III: chega a Q = 1500 cal em T = 5 °C. Amostra IV: chega a Q = 500 cal em T = 5 °C.]
Na realização de um experimento, foi tomada uma dessas amostras, que estava inicialmente à temperatura de 25°C, e mergulhada em uma porção de 200 g de água pura, à temperatura inicial de 10°C. Aguardou-se o equilíbrio térmico, que ocorreu à temperatura de 20°C, desprezando-se perdas de calor entre os corpos e o meio. Considere que o calor específico da água é 1 cal/g.°C.
A partir da situação descrita, é correto afirmar que a amostra usada foi a
A) III.
B) II.
C) I.
D) IV.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2015-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: descobrir qual amostra, ao esfriar de 25 °C para 20 °C, cedeu exatamente o calor que a água recebeu.
Passo 1 — o calor recebido pela água. A água foi de 10 °C a 20 °C:
Passo 2 — o calor cedido pela amostra. Sem perdas para o meio, todo esse calor saiu da amostra. Ela foi de 25 °C a 20 °C, uma variação de 5 °C. Então a amostra procurada troca 2000 cal a cada 5 °C:
Passo 3 — ler os gráficos. Cada gráfico mostra quanto calor a amostra troca para variar 5 °C: I troca 2000 cal; II, 1000 cal; III, 1500 cal; IV, 500 cal. A única que troca 2000 cal em 5 °C é a amostra I.
Conferindo: o calor específico da amostra I é , e cal, igual ao calor ganho pela água.
⚠️ A armadilha: as alternativas não estão em ordem: a amostra I é a letra C, não a A (que é a amostra III). Outro erro é usar para a amostra a variação de 10 °C da água; aí a capacidade daria 200 cal/°C, que é a da amostra II (alternativa B).
A ideia em uma frase: calor que a água ganha = calor que a amostra perde; com 2000 cal em 5 °C, só o gráfico I serve.
Resposta: alternativa C (amostra I).
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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