UPE 2022 (SSA 2) — questão 29 de Física

Enunciado em texto
Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como igual a , , calor específico da água , calor latente de fusão da água , calor latente de vaporização da água , índice de refração do ar , utilize , e a constante universal dos gases ideais , índice de refração da água , constante de Stefan-Boltzmann , use , .
Uma lanchonete serve 10 litros de café por dia, em forma de cafezinho, aos seus clientes. Pretendendo-se saber o custo da energia elétrica necessária para elevar a água de 25,0 °C a 95,0 °C por meio de um percolador (cafeteira elétrica) e sabendo-se que nessa cidade concessionária de distribuição de energia elétrica cobram-se R$1,50 / kW-h, qual o custo elétrico aproximado, em reais, para aquecer 10 litros de água?
A) 1,20
B) 4,50
C) 8,20
D) 10,0
E) 15,20
(Enunciado: SSA 2 — UPE 2022, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).
Resolução comentada
O que a questão pede: quanto custa, em reais, a energia elétrica para aquecer 10 L de água de 25 °C a 95 °C.
Passo 1 — o calor necessário. 10 L de água têm massa de 10 kg = 10 000 g. É calor sensível, Q = m c ΔT, com ΔT = 70 °C:
Passo 2 — em joules. Com 1 cal = 4,2 J:
Passo 3 — em kWh. Um kWh é 1000 W durante 3600 s, ou seja, 3,6 × 10⁶ J:
Passo 4 — o custo.
Cerca de R$ 1,20 (supondo que toda a energia elétrica vai para a água).
⚠️ A armadilha: errar a conversão de energia: esquecer o fator 4,2 (calorias tratadas como joules) ou dividir por 1000 em vez de 3,6 × 10⁶ ao passar para kWh. Qualquer desses erros leva a valores bem longe de todas as alternativas.
A ideia em uma frase: Q = m c ΔT dá 700 kcal ≈ 2,94 MJ ≈ 0,82 kWh; a R$ 1,50 o kWh, o custo é cerca de R$ 1,20.
Resposta: alternativa A (cerca de R$ 1,20).
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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