Questão 78

UNESP 2021

Física

(UNESP - 2021 - 1ª FASE)

Três esferas, x, y e z, feitas com materiais diferentes e de massas iguais estavam, inicialmente, à mesma temperatura ambiente (0_amb) 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 c_x , c_y e c_z , de modo que c_x < c_y < c_z . 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:

Gabarito:

Resolução:

Tendo em vista que $Q = mcDelta heta$

(I) Aquecendo partindo de $heta _{amb}$ até o ponto de ebulição da água será necessária maior quantidade de energia, ou seja, será necessário um maior intervalo de tempo e, ainda, o corpo que tiver maior calor específico sensivel.

Assim:

$c_{x} < c_{y} < c_{z} Rightarrow Q_{x} < Q_{y} < Q_{z}$

Note que as outras variáveis são constantes, logo:

$Delta t _{x} < Delta t_{y} < Delta t_{z}$

(II) Ja no resfriamento do ponto de ebulição da água até a temperatura $heta _{amb}$ , a lógica é a mesma, visto que queremos que o corpo perca uma maior quantidade de energia. Portanto:

$Delta t _{x} < Delta t_{y} < Delta t_{z}$

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