Santa Casa 2020: O gráfico mostra a temperatura, em função do tempo de aquecimento, do conjunto

Santa Casa 2020: O gráfico mostra a temperatura, em função do tempo de aquecimento, do conjunto composto por um recipiente de capacidade térmica 3,0 × 10² J/ °C e por 0,50 kg de água nele contido.

Sabendo que o calor específico da água é 4,2 × 10³ J/(kg⋅ °C), que a fonte forneceu calor para o conjunto na razão constante de 5,0 × 10² J/s e supondo que não ocorreu evaporação da água durante o aquecimento, a quantidade de calor dissipada para o meio externo, desde o início do aquecimento até o instante em que a temperatura do conjunto atingiu 70 °C, foi

(A) 4,5 × 10⁴ J.
(B) 2,7 × 10⁵ J.
(C) 1,5 × 10⁴ J.
(D) 1,2 × 10⁵ J.
(E) 3,0 × 10⁴ J.

QUESTÃO ANTERIOR:
- Santa Casa 2020: Uma pequena esfera de massa 10 g foi abandonada a partir do repouso de uma altura de 1,25 m, chocou-se com o solo e retornou até a altura de 0,80 m, na mesma vertical.

RESOLUÇÃO:
• Cálculo do calor total (Q) para aquecer o conjunto até 70°C em 5,0min (300s) com uma fonte de potência 5,0 . 10²J/s.
Q = Pot . ∆t = (5,0 . 10²J/s) (300s)
Q = 1,50 . 10⁵J

• Calor Q1 para aquecer o conjunto de capacidade térmica C = 3,0 . 10²J/C de 20°C a 70°C:
Q1 = C.∆θ = (3,0 . 10²J/s) (70°C – 20°C) = 3,0 . 10² . 50 (J)

Q1 = 1,5 . 10⁴J
Q1 = 0,15 . 10⁵J

• Calor Q2 para aquecer 0,50kg de água
(4,2 . 10³J/kg°C) de 20°C a 70°C:
Q2 = mc ∆θ
Q2 = (0,50kg) (4,2 . 10³J/kg°C) (70°C – 20°C)
Q2 = 2,1 . 10³ . 50 (J)
Q2 = 10,5 . 10⁴J
Q2 = 1,05 . 10⁵J

• Calor QU utilizado efetivamente para aquecer o conjunto:
QU = Q1 + Q2
QU = 1,20 . 10⁵J

• Caor QD dissipado:

QD = Q – QU
QD = 1,50 . 10⁵ – 1,20 . 10⁵ (J)
QD = 0,30 . 10⁵ (J)
QD = 3,0 . 10⁴ J

GABARITO:
(E) 3,0 × 10⁴ J.

PRÓXIMA QUESTÃO:
- Santa Casa 2020: O diagrama P × V mostra as transformações isotérmica (AB), isovolumétrica (BC) e isobárica (CD) sofridas por certa massa de gás ideal.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:
- Prova Santa Casa Vestibular 2020 (1º Dia) com Gabarito e Resolução
- Prova Santa Casa 2020 (2º Dia) com Gabarito e Resolução