(Famema/2025) Um cubo de gelo de massa 300 g, a 0 ºC, recebe calor de uma fonte de fluxo constante, que derrete esse cubo, e, em seguida, aquece a água obtida até 80 ºC, conforme mostra o gráfico.
Considere o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g, o calor específico da água igual a 1 cal/(g·ºC), a temperatura de fusão do gelo igual a 0 ºC e 1 cal = 4 J. Admitindo que todo o calor fornecido pela fonte térmica seja absorvido pelo gelo e, posteriormente, pela água, a potência da fonte térmica utilizada é
A) 2,4 kW.
B) 3,2 kW.
C) 2,0 kW.
D) 4,8 kW.
E) 1,6 kW.
RESOLUÇÃO:
Calor necessário para derreter o gelo (calor latente de fusão do gelo):
Q1 = m. Lf =
Q1 = 300. 80 = 24.000 cal
Calor para aquecimento da água:
Q2 = m. c. ΔT
Q2 = 300 . 1. 80 (fornecido no gráfico) ⇒ Q2 =24.000 cal
Cálculo da potência:
Soma da quantidade de calor necessária, dividido pelo tempo.
Um cuidado: A quantidade de calor precisa de ser em Joule, pois, J/s = W
Como 1 cal = 4J (fornecido no enunciado):
Potência = 4 x 48.000 J / 40s ⇒ 4.800 W
Como as opções trouxeram a unidade em kW, basta dividir por 1.000
Potência = 4800 W : 1000 = 4,8 kW
Resp.: D
VEJA TAMBÉM:
– Questão resolvida sobre potência e BTU, do Enem 2020 Digital
– Resolução da questão sobre transferência de calor, do Enem 2023
– Questão comentada sobre calorimetria, da Unifor 2023
