UNIFIMES 2024 (Trindade, 1º semestre) — questão 38 de Física

Gabarito BCalorimetria — calor sensível para pasteurizar a cerveja de 350 garrafasVestibular de Medicina · 1º semestre · câmpus Trindade · Prova II (objetiva)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 38 de Física do UNIFIMES 2024 (Trindade, 1º semestre)

Enunciado em texto

Cientistas da Universidade Federal da Paraíba criaram um sistema eletrônico que controla a pasteurização da cerveja em tempo real. O dispositivo de baixo custo e fácil manuseio elimina microrganismos da bebida, garantindo sua qualidade dentro do prazo de validade. O controlador de pasteurização foi testado em um pasteurizador de imersão com capacidade de esterilizar o conteúdo de 350 garrafas de 600 mL por hora.

(www.ufpb.br, 29.03.2022. Adaptado.)

Considere que a cerveja seja pasteurizada a uma temperatura de 75 °C, que seu calor específico seja 1,0 cal/(g · °C) e que sua densidade seja 1,0 g/mL. Desprezando-se a contribuição relativa ao aquecimento do vidro das garrafas, se elas estiverem inicialmente a uma temperatura ambiente de 25 °C, a quantidade de calor necessária para aquecer o líquido contido nas 350 garrafas até que atinjam a sua temperatura de pasteurização será igual a

(A) 0,75×1040{,}75 \times 10^{4} kcal.

(B) 1,05×1041{,}05 \times 10^{4} kcal.

(C) 0,52×1040{,}52 \times 10^{4} kcal.

(D) 0,30×1040{,}30 \times 10^{4} kcal.

(E) 1,57×1041{,}57 \times 10^{4} kcal.

(Enunciado: Vestibular de Medicina UNIFIMES 2024 (1º semestre), câmpus Trindade — UNIFIMES/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário de Mineiros (UNIFIMES) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: o calor para levar a cerveja das 350 garrafas de 25 °C a 75 °C.

Passo 1 — a massa de cerveja. São 350 × 600 mL = 210 000 mL; com densidade 1,0 g/mL, isso dá:

m=210 000 g=2,1×105 gm = 210\,000\ \text{g} = 2{,}1 \times 10^{5}\ \text{g}

Passo 2 — calor sensível. Não há mudança de estado, só aumento de temperatura, então Q=mcΔθQ = m c \Delta\theta, com Δθ=75−25=50\Delta\theta = 75 - 25 = 50 °C:

Q=2,1×105⋅1,0⋅50Q = 2{,}1 \times 10^{5} \cdot 1{,}0 \cdot 50

Q=1,05×107 calQ = 1{,}05 \times 10^{7}\ \text{cal}

Passo 3 — em kcal. Dividindo por 1 000:

Q=1,05×104 kcalQ = 1{,}05 \times 10^{4}\ \text{kcal}

⚠️ A armadilha: usar a temperatura final (75 °C) no lugar da variação: dá 1,575×1041{,}575 \times 10^{4} kcal, a alternativa E. O calor sensível depende de quanto a temperatura sobe, 50 °C.

A ideia em uma frase: calor sensível é massa × calor específico × variação de temperatura; a densidade serve para transformar o volume em massa.

Resposta: alternativa B (1,05×1041{,}05 \times 10^{4} kcal).

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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