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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:
Etapas de Aquecimento (16 kcal)
Temperatura final do sistema
1ª Etapa
60°C
2ª Etapa
90°C
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:
- A) 800
- B) 1400
- C) 1600
- D) 2500
- E) 3900
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Resposta:
A alternativa correta é letra E) 3900
Na etapa 01, verificamos apenas aquecimento sem transformação de matéria.
Q_1 = m c Delta T
16 = 1,0 times c times 40
c = 0,4 , kcal/kg °C
Na etapa 02, temos dois fenômenos, sendo o primeiro o aquecimento e o segundo o derretimento.
Q_2 = m c Delta T + m L
16 = 1,0 times 0,4 times 30 + 0,08 times L
L = 50 kcal/kg
Para aquecer os 50 kg,
Q_{50} = 50 times 0,4 times (90 - 20) + 50 times 50 = 3.900 , kcal
Gabarito: LETRA E.
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