UNICAMP 2015 — questão 33 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto calor a estrela precisa perder para esfriar de 2 700 °C até 700 °C.

Passo 1 — a variação de temperatura. Não há mudança de estado, só esfriamento: é calor sensível. A variação é

$$\Delta T = 2700 - 700 = 2000\ {}^{\circ}\text{C}$$

Passo 2 — o calor: $Q = M\,c\,\Delta T$. Como c está em kJ/(kg °C), o resultado sai direto em kJ:

$$Q = 6{,}0 \times 10^{24} \times 0{,}5 \times 2000$$

$$Q = 6{,}0 \times 10^{27}\ \text{kJ}$$

Pela convenção de sinais, esse calor seria negativo (o corpo perde calor); a questão pede a quantidade perdida, então fica o valor positivo.

⚠️ As armadilhas, uma em cada alternativa errada:

• usar só a temperatura inicial no lugar de ΔT: $6{,}0 \times 10^{24} \times 0{,}5 \times 2700 = 8{,}1 \times 10^{27}$ kJ, a alternativa C;

• usar só a temperatura final: $6{,}0 \times 10^{24} \times 0{,}5 \times 700 = 2{,}1 \times 10^{27}$ kJ, a alternativa D;

• dividir pelo calor específico em vez de multiplicar: $6{,}0 \times 10^{24} \times 2000 / 0{,}5 = 24 \times 10^{27}$ kJ, a alternativa A.

A ideia em uma frase: calor sensível é Q = m·c·ΔT, e o que entra é a variação de temperatura, não a temperatura em si.

Resposta: alternativa B ($6{,}0 \times 10^{27}$ kJ).