Em uma feira de ciências, uma equipe apresentou acumuladores térmicos destinados ao aproveitamento do calor…

Questão

Em uma feira de ciências, uma equipe apresentou acumuladores térmicos destinados ao aproveitamento do calor que seria desperdiçado por uma pequena indústria. O acumulador A contém 0,60 kg de parafina, cujo calor latente de fusão é 180 kJ/kg. O acumulador B contém 0,45 kg de um sal hidratado, cujo calor latente de fusão é 240 kJ/kg. Durante o teste, os dois materiais fundiram completamente. Considere apenas a energia envolvida na mudança de estado físico e despreze perdas para o ambiente. Qual conclusão compara corretamente a energia armazenada pelos acumuladores durante a fusão e a energia liberada na solidificação?

1. A) O acumulador A armazena mais energia porque possui maior massa, mesmo que o calor latente da parafina seja menor.
2. B) Os dois acumuladores absorvem 108 kJ na fusão, mas liberam quantidades menores na solidificação porque parte da energia desaparece na mudança de estado.
3. C) O acumulador B armazena 240 kJ, enquanto o acumulador A armazena 180 kJ, e ambos liberam esses valores na solidificação.
4. D) O acumulador B armazena mais energia porque seu calor latente é maior, mesmo contendo uma massa menor de material.
5. E) Os dois acumuladores armazenam 108 kJ na fusão e cada um libera 108 kJ na solidificação completa.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. A energia envolvida na mudança de estado é dada por Q = m x L, em que m é a massa e L é o calor latente. Passo 2: Para o acumulador A, Q = 0,60 kg x 180 kJ/kg = 108 kJ. Passo 3: Para o acumulador B, Q = 0,45 kg x 240 kJ/kg = 108 kJ. Passo 4: Os dois acumuladores armazenam, portanto, a mesma energia, 108 kJ, durante a fusão completa. Passo 5: Como a solidificação é o processo inverso, sem perdas para o ambiente cada material libera exatamente essa mesma quantidade, 108 kJ. Passo 6: A alternativa A está errada, pois a parafina tem massa maior, mas o produto massa vezes calor latente é igual ao do B. Passo 7: A alternativa B está errada, pois a energia não desaparece; no enunciado foi pedido desprezar apenas perdas para o ambiente, e a solidificação devolve os mesmos 108 kJ. Passo 8: A alternativa C está errada, pois 240 kJ e 180 kJ são apenas os valores de L, não da energia total, que depende também da massa. Passo 9: A alternativa D está errada, pois o B tem calor latente maior, mas a massa menor compensa exatamente esse efeito, e os totais são iguais. Passo 10: Conclusão: o gabarito oficial E está correto.

💡 Dica: Use Q = m vezes L para cada acumulador e compare com a energia liberada na solidificação.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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