UPE 2021 (SSA 2) — questão 27 de Física
Enunciado em texto
Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade , 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água cal/g, calor latente de vaporização da água cal/g, índice de refração do ar e utilize e a constante universal dos gases ideais .
O gráfico abaixo mostra a quantidade de calor absorvida pela água durante diferentes processos de transformação. Que quantidade de massa de água, em g, participou desses processos?
[Gráfico: Temperatura (°C), de −20 a 120, × Calor absorvido (kcal), de 0 a 80, com grade a cada 10 kcal e a cada 20 °C (marcas menores a cada 2 kcal). A curva começa em −20 °C com 0 kcal e sobe até 0 °C em 2 kcal; fica constante em 0 °C de 2 kcal até 18 kcal; sobe em linha reta de 0 °C (18 kcal) até 100 °C (38 kcal); e fica constante em 100 °C a partir de 38 kcal (linha contínua até cerca de 67 kcal e tracejada depois). Linhas tracejadas verticais marcam 2, 18 e 38 kcal.]
A) 10
B) 50
C) 100
D) 200
E) 500
(Enunciado e figura: SSA 2 — UPE 2021, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).
Resolução comentada
O que a questão pede: a massa de água, lida a partir dos trechos da curva de aquecimento.
Passo 1 — o patamar a 0 °C é a fusão. Enquanto o gelo derrete, a temperatura fica parada; todo o calor vai para a mudança de fase, . Pelo gráfico, o patamar vai de 2 kcal a 18 kcal:
Passo 2 — conferindo com o aquecimento da água líquida. De 0 °C a 100 °C, o calor vai de 18 kcal a 38 kcal, ou seja, 20 kcal, e :
As duas leituras dão a mesma massa. (O primeiro trecho também fecha: aquecer 200 g de gelo de −20 °C a 0 °C com 2 kcal corresponde a cal/g°C, o valor tabelado.)
⚠️ A armadilha: usar o calor acumulado em vez da variação, por exemplo g ou g, ou esquecer de passar kcal para cal e achar 0,2 g. Outra é usar o patamar de 100 °C, que no gráfico não termina (a vaporização continua além da escala).
A ideia em uma frase: nos patamares , nas rampas : o patamar de fusão (16 kcal) e a rampa da água líquida (20 kcal) dão, ambos, 200 g.
Resposta: alternativa D (200 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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