Simulado UNICAMP 2027 — questão 9 de Física

Gabarito CCalorimetria — calor sensível (Q = m·c·Δθ)Simulado 1ª fase · Conhecimentos Gerais · Versão QT
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 9 de Física do Simulado UNICAMP 2027

Enunciado em texto

Texto para as questões 8 e 9. Nos últimos anos tem sido observada a retomada de interesse pela exploração, por um conjunto de países, da Lua. Diversas missões com destino ao satélite foram lançadas: Chandrayaan-3 (Índia, 2023), Luna 25 (Rússia, 2023), Peregrine Mission One (EUA, 2024), Slim (Japão, 2024) e Chang´e 6 (China, 2024).

As temperaturas na superfície da Lua, próximo ao equador desse satélite, ao meio-dia e à meia-noite, são respectivamente θdia≃215 ∘C\theta_{dia} \simeq 215\ {}^{\circ}\text{C} e θnoite≃−185 ∘C\theta_{noite} \simeq -185\ {}^{\circ}\text{C}. Calcule o calor extraído de uma rocha lunar de massa m=0,5m = 0{,}5 kg na passagem do meio-dia à meia-noite. O calor específico da rocha lunar é c=700 J/(kg.∘C)c = 700\ \text{J}/(\text{kg}.{}^{\circ}\text{C}).

a) 200 J.

b) 10 500 J.

c) 140 000 J.

d) 280 000 J.

(Enunciado: Simulado Oficial Unicamp 2027, Conhecimentos Gerais — 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: quanto calor a rocha perde ao esfriar de 215 °C (meio-dia) até −185 °C (meia-noite).

Passo 1 — a variação de temperatura. Não há mudança de estado: a rocha só esfria. Então é calor sensível, e o que importa é o tamanho da variação de temperatura. Cuidado com o sinal da temperatura da noite:

∣Δθ∣=215−(−185)=400 ∘C|\Delta\theta| = 215 - (-185) = 400\ {}^{\circ}\text{C}

Passo 2 — o calor sensível:

Q=m c ∣Δθ∣=0,5×700×400Q = m\,c\,|\Delta\theta| = 0{,}5 \times 700 \times 400

Q=140 000 JQ = 140\,000\ \text{J}

Pela convenção de sinais, o calor é negativo (−140 000-140\,000 J), porque a rocha perde energia; mas a questão pergunta o calor extraído, que é esse valor em módulo.

⚠️ A armadilha: fazer 215 − 185 = 30 °C, esquecendo que a temperatura da noite é negativa. Aí sai 0,5×700×30=10 5000{,}5 \times 700 \times 30 = 10\,500 J, a alternativa B. (E esquecer a massa, usando 1 kg, dobra o valor certo: 280 000 J, a alternativa D.)

A ideia em uma frase: Q = m·c·Δθ, e a variação entre uma temperatura positiva e uma negativa é a soma dos módulos: de 215 °C a −185 °C são 400 °C.

Resposta: alternativa C (140 000 J).

Resolução em vídeo

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