USCS 2024 (2º semestre) — questão 39 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o calor específico da barra, para achá-la na tabela.

Passo 1 — o calor que a água recebeu. A água vai de 30 °C a 50 °C:

$$Q_{\text{água}} = m\,c\,\Delta\theta = 550 \times 1{,}0 \times 20$$

$$Q_{\text{água}} = 11\,000\ \text{cal}$$

Passo 2 — o calor que a barra cedeu. Sem perdas e com o calorímetro de capacidade térmica desprezível, todo o calor que a barra perde vai para a água. A barra vai de 100 °C a 50 °C:

$$1\,000 \times c \times 50 = 11\,000$$

$$c = \frac{11\,000}{50\,000} = 0{,}22\ \text{cal}\cdot\text{g}^{-1}\cdot{}^{\circ}\text{C}^{-1}$$

Passo 3 — consultar a tabela. O valor 0,220 é o do alumínio.

⚠️ A armadilha: usar a mesma variação de temperatura para os dois corpos. A água esquentou 20 °C, mas a barra esfriou 50 °C (de 100 para 50). Usando 20 °C para a barra, sairia c = 0,55, que não está na tabela; usando 70 °C (de 100 até a temperatura inicial da água), sairia c ≈ 0,157, que também não está.

A ideia em uma frase: no equilíbrio térmico sem perdas, o calor cedido pelo corpo quente é igual ao recebido pelo frio — cada um com a sua própria variação de temperatura.

Resposta: alternativa E (o alumínio).