UNESP 2021: Três esferas, x, y e z, feitas com materiais diferentes e de massas iguais estavam

UNESP 2021: Três esferas, x, y e z, feitas com materiais diferentes e de massas iguais estavam, inicialmente, à mesma temperatura ambiente (θamb) e foram mergulhadas, simultaneamente, em água pura em ebulição, até entrarem em equilíbrio térmico com a água. Em seguida, foram retiradas da água e deixadas sobre uma superfície isolante, até voltarem à mesma temperatura ambiente. Os calores específicos dos materiais das esferas são cx, cy e cz, de modo que cx < cy < cz.

Com os resultados desse experimento, foram construídos o gráfico 1, relativo ao aquecimento das esferas até a temperatura de ebulição da água, e o gráfico 2, relativo ao resfriamento das esferas, até retornarem à temperatura ambiente.

Considerando que as trocas de calor tenham ocorrido a uma taxa constante, a representação dos gráficos 1 e 2 é:

QUESTÃO ANTERIOR:

- UNESP 2021: Para simular o sistema respiratório humano, um aparato com duas bexigas representando os pulmões, uma membrana elástica representando o músculo diafragma e um tubo flexível em forma de “Y”, representando a traqueia e os brônquios, foi montado dentro de um recipiente plástico que representava a caixa torácica.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

A análise é feita com base na Equação Fundamental da Calorimetria

Q = mc∆θ

Q = quantidade de calor

m = massa

c = calor específico sensível

∆θ = variação de temperatura

(I) No aquecimento de θamb até o ponto de ebulição da água, vai requerer maior quantidade de calor e, portanto, um maior intervalo de tempo Δt, a esfera com maior calor específico sensível, já que m e ∆θ são iguais para as três esferas. Logo:

cx < cy < cz ⇒ Qx < Qy < Qz

e Δtx < Δty < Δtz

(II) No resfriamento do ponto de ebulição da água até θamb, deverá perder maior quantidade de calor, o que exigirá um maior intervalo de tempo t, a esfera com maior calor específico sensível. Salientamos, novamente, que m e ∆θ são iguais para as três esferas. Logo, de novo:

cx < cy < cz ⇒ Qx < Qy < z

e Δtx < Δty < Δtz

GABARITO: