UNEMAT 2007 — questão 5 de Física

Gabarito CCalorimetria — calor sensível e potência de uma fonte térmicaConcurso Vestibular 2007/1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 5 de Física do UNEMAT 2007

Enunciado em texto

Uma fonte térmica de potência constante aquece um bloco de ferro de massa 300 gramas, elevando sua temperatura de 0º C para 80º C. Se o calor específico do ferro vale 0,1 cal/gºc e o aquecimento demorou 8 minutos, pode-se dizer que a potência dessa fonte térmica, em cal/s será:

(A) 8 cal/s

(B) 10 cal/s

(C) 5 cal/s

(D) 6 cal/s

(E) Nenhuma das alternativas acima.

(Enunciado: Concurso Vestibular UNEMAT 2007/1 — Unemat.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT).

Resolução comentada

O que a questão pede: a potência da fonte, em calorias por segundo.

Passo 1 — o calor recebido pelo ferro. Não há mudança de estado, só aumento de temperatura, então é calor sensível:

Q=m c Δθ=300×0,1×80Q = m\,c\,\Delta\theta = 300 \times 0{,}1 \times 80

Q=2400 calQ = 2400\ \text{cal}

Passo 2 — o tempo em segundos. A resposta é pedida em cal/s:

Δt=8×60=480 s\Delta t = 8 \times 60 = 480\ \text{s}

Passo 3 — a potência: energia por unidade de tempo (supondo que todo o calor da fonte vai para o bloco).

P=QΔt=2400480=5 cal/sP = \frac{Q}{\Delta t} = \frac{2400}{480} = 5\ \text{cal/s}

⚠️ A armadilha: dividir pelos 8 minutos sem converter: 2 400/8 = 300 cal/min, que não é nenhuma das alternativas e pode levar a marcar a E por engano.

A ideia em uma frase: Q = mcΔθ dá a energia; potência é essa energia dividida pelo tempo, na unidade pedida.

Resposta: alternativa C (5 cal/s).

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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