Questão 12

IME 2020

Física

(IME - 2020 - Questão 27)

Um físico precisa fundir 50 kg de um determinado material. Pensando em não desperdiçar energia, ele pega um bloco extra de 1 kg desse material como amostra, inicialmente na temperatura de 20°C, e realiza duas etapas sucessivas de aquecimento, fornecendo 16 kcal em cada uma delas. Suas anotações são mostradas na tabela a seguir:

Considerando a temperatura inicial do material em 20 °C e que sua temperatura de fusão é constante, a quantidade mínima de energia, em kcal, necessária para fundir os 50 kg de material, é:

800

1400

1600

2500

3900

Gabarito:

3900

Resolução:

Pela tabela, notamos que:

Temperatura de fusão: Tf = 90°C

Etapa 1

$Q=mcDelta T Rightarrow 16.10^3 =1.c.(60-20) Rightarrow c =400 cal/kg^circ C$

Etapa 2

Fundiu 0,08Kg:

$\ 16.10^3=1cdot400(90-60)+0,08L \ 16.10^3=12.10^3+0,08L Rightarrow L=5.10^4 cal/kg$

Logo para fundir os 50 kg será necessário ceder uma energia que pode ser calculada por:

$\Q=50.400.(90-20)+50.5.10^4 Rightarrow Q=14.10^5+25.10^5 =39.10^5=3900 kcal$

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