UNICAMP 2018 — questão 16 de Física
Enunciado em texto
Um conjunto de placas de aquecimento solar eleva a temperatura da água de um reservatório de 500 litros de 20 °C para 47 °C em algumas horas. Se no lugar das placas solares fosse usada uma resistência elétrica, quanta energia elétrica seria consumida para produzir o mesmo aquecimento? Adote 1,0 kg/litro para a densidade e 4,0 kJ/(kg·°C) para o calor específico da água. Além disso, use J.
a) 15 kWh.
b) 26 kWh.
c) 40.000 kWh.
d) 54.000 kWh.
(Enunciado: Vestibular Unicamp 2018, 1ª fase — Comvest/Unicamp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à UNICAMP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a energia para aquecer 500 L de água de 20 °C a 47 °C, em kWh.
Passo 1 — a massa de água. Com densidade 1,0 kg/L, 500 L são 500 kg.
Passo 2 — calor sensível. Para aquecer sem mudar de estado, , com °C:
Passo 3 — passar para kWh. A resistência elétrica tem de fornecer essa mesma energia. Dividindo por 3,6 × 10⁶ J:
Conferindo por outro caminho: 1 kWh = 3600 kJ. Então 54 000 kJ ÷ 3600 kJ = 15 kWh. Um chuveiro elétrico de 5 kW levaria 3 horas para fornecer isso: valor razoável para 500 litros.
⚠️ A armadilha: parar em 54 000 e trocar a unidade: 54 000 é a energia em kJ, não em kWh, e isso leva à alternativa D. Outros erros de leitura levam às outras: usar a temperatura final no lugar da variação dá 500 × 4 × 47 = 94 000 kJ ≈ 26 kWh (B); usar a inicial dá 500 × 4 × 20 = 40 000 (C).
A ideia em uma frase: calor sensível é m·c·Δθ: 500 × 4 × 27 = 54 000 kJ, e como 1 kWh são 3600 kJ, dá 15 kWh.
Resposta: alternativa A (15 kWh).
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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