UPE 2021 (SSA 2) — questão 30 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 uso de simulações computacionais em Física é uma técnica frequente para a investigação e solução de problemas. Devido ao Aquecimento Joule, que é o processo pelo qual a passagem de uma corrente elétrica por um condutor resistivo produz calor, é comum se utilizarem sistemas de resfriamento com base em água destilada para refrigerar computadores de alto desempenho. A escolha da água como fluido de resfriamento é uma escolha natural, uma vez que possui
A) baixo ponto de ebulição.
B) baixa densidade.
C) alto calor específico.
D) um ponto triplo com coexistência de diferentes fases.
E) comportamento atípico no congelamento.
(Enunciado: 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 propriedade da água que a torna boa para levar embora o calor gerado pelo efeito Joule nos computadores.
Passo 1 — o que um fluido de resfriamento faz. Ele circula, recebe calor dos componentes e o leva até um radiador. Quanto mais calor cada grama de fluido absorve sem esquentar muito, melhor.
Passo 2 — calor específico. Pela equação , para uma mesma massa e uma mesma elevação de temperatura, o calor absorvido é proporcional ao calor específico . A água tem cal/g°C, um dos maiores entre as substâncias comuns (cerca de 5 vezes o do alumínio e 10 vezes o do cobre). Por isso ela retira muito calor esquentando pouco.
Por que não as outras: (A) baixo ponto de ebulição seria ruim: o fluido ferveria dentro do sistema; e o da água (100 °C) nem é baixo. (B) a densidade da água não é baixa, e ela não é o que define a capacidade de resfriar. (D) todas as substâncias puras têm ponto triplo; isso não tem a ver com o uso como refrigerante. (E) a dilatação anômala (expandir ao congelar) é uma curiosidade da água, e até um inconveniente num circuito fechado; não é motivo de escolha.
⚠️ A armadilha: a alternativa E, porque o "comportamento atípico" é a propriedade famosa da água. Ela é verdadeira, mas não responde à pergunta: o que importa para resfriar é a capacidade de absorver calor.
A ideia em uma frase: a água resfria bem porque tem alto calor específico: absorve muito calor com pequena variação de temperatura.
Resposta: alternativa C (alto calor específico).
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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