UNIOESTE 2015 — questão 19 de Física

Enunciado em texto
Duzentos gramas de uma substância no estado sólido são colocados em um recipiente com um termômetro. O conjunto, inicialmente a 20 ºC, é colocado em uma estufa, que fornece . A temperatura da substância é tomada a cada minuto e fornece uma curva de aquecimento que está reproduzida na figura abaixo. Supondo que tanto a capacidade térmica do termômetro quanto a capacidade térmica do recipiente são desprezíveis, assinale a alternativa CORRETA.
[Gráfico: Temperatura (°C), de 0 a 120, × Tempo (min), de 0 a 5. A temperatura sobe em reta de 20 °C (t = 0) a 80 °C (t = 2 min), fica constante em 80 °C de 2 a 3 min e volta a subir em reta até 120 °C em t = 5 min.]
(A) O calor específico da substância no estado sólido é igual a .
(B) O calor específico da substância no estado líquido é igual a .
(C) O calor latente de fusão da substância é igual a .
(D) A temperatura do ponto triplo desta substância é 80 ºC.
(E) A substância absorveu 600 cal nos 5 minutos analisados.
(Enunciado e figura: Vestibular UNIOESTE 2015 — Unioeste.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE).
Resolução comentada
O que a questão pede: calor específico, calor latente e calor total, lidos da curva de aquecimento.
Passo 1 — calor por minuto. A estufa fornece 40,0 cal por segundo:
Passo 2 — o patamar (fusão). Entre 2 e 3 min a temperatura fica em 80 °C: é a fusão. Em 1 min a substância recebe 2400 cal:
A alternativa C está correta.
Conferindo as outras:
Sólido (0 a 2 min, de 20 °C a 80 °C):
Líquido (3 a 5 min, de 80 °C a 120 °C):
Então (A) e (B) são falsas. (D) 80 °C é a temperatura de fusão nessa pressão; o ponto triplo é outro ponto do diagrama de fases, que o gráfico não informa. (E) em 5 min a substância recebe 5 × 2400 = 12 000 cal.
⚠️ A armadilha: esquecer de passar de segundos para minutos e usar 40 cal por minuto: tudo sairia 60 vezes menor (por exemplo, L = 0,2 cal/g).
A ideia em uma frase: com fonte de potência constante, calor = potência × tempo; nas rampas sai o calor específico, no patamar sai o calor latente.
Resposta: alternativa C (L = 12,0 cal/g).
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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