Determinada peça de platina de 200 g, sensível à temperatura, é mantida dentro de um recipiente protegido por…

Questão

Determinada peça de platina de 200 g, sensível à temperatura, é mantida dentro de um recipiente protegido por um sistema automático de refrigeração que tem seu acionamento controlado por um sensor térmico. Toda vez que a temperatura da peça atinge 80 °C, um alarme sonoro soa e o sistema de refrigeração é acionado. Essa peça está dentro do recipiente em equilíbrio térmico com ele a 20 °C, quando, no instante t = 0, energia térmica começa a fluir para dentro do recipiente e é absorvida pela peça segundo o gráfico a seguir. [IMAGEM] Sabendo que o calor específico da platina é 0,03 cal/(g·°C) e adotando 1 cal = 4 J, o alarme sonoro disparará, pela primeira vez, no instante UNESP - 2022

1. A) t = 8 min.
2. B) t = 6 min.
3. C) t = 10 min.
4. D) t = 3 min.
5. E) t = 12 min.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Identifique a condição de disparo. O alarme soa quando a peça atinge 80 °C. Como ela começa em 20 °C, a variação de temperatura necessária é ΔT = 80 - 20 = 60 °C.
2. Calcule a energia térmica que a peça precisa absorver. Q = m · c · ΔT = 200 · 0,03 · 60 = 360 cal.
3. Converta para joules, usando 1 cal = 4 J. Q = 360 · 4 = 1440 J.
4. Relacione a energia ao gráfico. O gráfico mostra a energia que flui para a peça em função do tempo, então o instante procurado é aquele em que a energia acumulada (área sob a curva, na figura) chega a 1440 J. Esse ponto ocorre em t = 10 min, que é a alternativa C.
5. Por que as demais estão erradas. A: t = 8 min corresponde a uma energia acumulada ainda menor que 1440 J. B: t = 6 min seria atingido apenas se a energia de 360 J fosse tomada como se já estivesse em joules, o que é um erro de conversão. D: t = 3 min é um instante muito inicial, insuficiente para acumular 1440 J. E: t = 12 min ultrapassa o instante correto, pois só ocorre se ΔT for tomado como 80 °C, esquecendo a temperatura inicial de 20 °C.

💡 Dica: Use a fórmula Q = m·c·ΔT para calcular o calor e relacione com o gráfico para encontrar o tempo.

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Raio-X da questão

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