Por que um mesmo fogao parece aquecer mais rapido a agua do que o oleo? Para responder a essa duvida de…

Questão

Por que um mesmo fogao parece aquecer mais rapido a agua do que o oleo? Para responder a essa duvida de voluntarios, uma cozinha comunitaria fez um teste simples com um aquecedor de imersao eletrico. Em um recipiente isolado do vento, foram colocados 0,40 kg de oleo a 20 grau C. O aquecedor, identificado na etiqueta como 60 W, ficou ligado por 10 min, com agitacao lenta para manter a temperatura uniforme. Ao final, o termometro marcou 50 grau C. Para um informe ao publico, o grupo decidiu estimar o calor especifico do oleo supondo que toda a energia eletrica virou aquecimento do oleo (perdas despreziveis) e que 1 W = 1 J/s. Com base nos dados do teste, identifique o texto mais adequado para o informe que comunica corretamente o calor especifico estimado do oleo e o significado desse valor.

1. A) O experimento indica c ~ 5,0x10^1 J/(kg*grau C), isto e, 1 kg exige 50 J para elevar 1 grau C.
2. B) O experimento indica c ~ 3,0x10^3 J/(kg*grau C), isto e, 1 kg exige 3,0 kJ para elevar 1 grau C.
3. C) O experimento indica c ~ 3,0 J/(kg*grau C), isto e, 1 kg exige 3 J para elevar 1 grau C.
4. D) O experimento indica c ~ 1,8x10^3 J/(kg*grau C), isto e, 1 kg exige 1,8 kJ para elevar 1 grau C.
5. E) O experimento indica c ~ 5,0 J/(kg*grau C), isto e, 1 kg exige 5 J para elevar 1 grau C.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Identifique a energia fornecida. Potência de 60 W (60 J/s) durante 10 min. Convertendo 10 min para 600 s, a energia é Q = 60 x 600 = 36000 J.
2. Identifique a variação de temperatura. A temperatura foi de 20 °C para 50 °C, logo ΔT = 50 - 20 = 30 °C.
3. Use a relação Q = m x c x ΔT, isolando o calor específico: c = Q / (m x ΔT).
4. Substitua os valores. m = 0,40 kg. c = 36000 / (0,40 x 30) = 36000 / 12 = 3000 J/(kg x °C), ou seja, c ≈ 3,0 x 10^3 J/(kg x °C).
5. Interprete o valor. Cada 1 kg de óleo precisa receber 3000 J (3,0 kJ) para elevar sua temperatura em 1 °C. Esse resultado é coerente com o fato de o óleo aquecer mais devagar que a água, cujo calor específico é cerca de 4186 J/(kg x °C).
6. Verifique as alternativas erradas. A alternativa A usaria 600 s como se fossem 10 min, ou seja, esqueceria a conversão de minutos para segundos. A alternativa C erra a unidade ao tratar um valor em kJ como se fosse em J. A alternativa D usa a temperatura final de 50 °C como se fosse a variação de temperatura. A alternativa E trata a potência de 60 W como se fosse uma energia de 60 J, ignorando o tempo de funcionamento.
7. Conclusão. O gabarito B está correto, pois o calor específico estimado é 3,0 x 10^3 J/(kg x °C) e o significado está corretamente descrito.

💡 Dica: Calcule a energia fornecida e use a fórmula do calor específico para encontrar c.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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