UNITAU 2017 (inverno) — questão 66 de Física

Enunciado em texto
Podemos usar o calorímetro de escoamento para medir o calor específico de um líquido. Essa técnica consiste em medir a diferença de temperatura entre os pontos de entrada e saída de uma corrente de líquido que recebe calor a uma taxa constante. Numa experiência em um laboratório, um líquido com densidade de passava nesse calorímetro com vazão de . No estado permanente, a diferença de temperatura, entre a entrada e a saída, era de , e o calorímetro fornecia calor ao líquido numa taxa de . Dado:
É CORRETO afirmar que o calor específico do líquido era de
a)
b)
c)
d)
e)
(Enunciado: Vestibular de Inverno UNITAU 2017, Medicina — Universidade de Taubaté.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Taubaté (UNITAU).
Resolução comentada
O que a questão pede: o calor específico do líquido, a partir da vazão, do aquecimento e da potência do calorímetro.
Passo 1 — quantos gramas passam por segundo. A vazão está em volume; com a densidade, viramos massa:
Passo 2 — a potência em cal/s. As alternativas estão em calorias:
Passo 3 — calor sensível, segundo a segundo. No estado permanente, cada grama que passa recebe o calor que o esquenta 20 °C. Dividindo pelo tempo:
⚠️ A armadilha: usar a vazão como se fosse massa (10 g/s) e esquecer a densidade: dá 0,5 cal/(g·°C), que não está nas alternativas. Ou não converter joule em caloria: , que é o resultado em J/(g·°C), e não em cal/(g·°C).
A ideia em uma frase: no calorímetro de escoamento, a potência fornecida é (massa por segundo) × c × Δθ, e a massa por segundo é densidade vezes vazão.
Resposta: alternativa C (1,0 cal/g °C).
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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