Uma pessoa usando uma calça jeans está sentada em uma cadeira tomando o seu café da manhã. Se, por um acidente, ela derrubar uma certa quantidade de café recém-preparado de sua xícara em sua perna, é correto concluir que
- A) essa pessoa sofreria sérias queimaduras, pois a temperatura do líquido era em torno de 100ºC.
- B) essa pessoa não sofreria queimaduras sérias, pois o calor específico da água é muito pequeno.
- C) essa pessoa não sofreria queimaduras sérias, pois a capacidade térmica de sua calça é relativamente grande.
- D) a transferência de calor do líquido (café) para a sua perna se dá por meio da irradiação.
Resposta:
A alternativa correta é letra C) essa pessoa não sofreria queimaduras sérias, pois a capacidade térmica de sua calça é relativamente grande.
Resolução
(F) Essa pessoa sofreria sérias queimaduras, pois a temperatura do líquido era em torno de 100ºC.
A pessoa não sofreria sérias queimaduras. A explicação disso é dada na justificativa da terceira afirmativa.
Afirmativa Falsa.
(F) Essa pessoa não sofreria queimaduras sérias, pois o calor específico da água é muito pequeno.
O calor específico da água é alto. Veja a seguir que o calor específico da água (water) é o mais alto dentre as substâncias da tabela (College Physics Textbook Equity Edition Volume 2 of 3: Chapters 13 – 24).
Afirmativa Falsa.
Figura 1
(V) Essa pessoa não sofreria queimaduras sérias, pois a capacidade térmica de sua calça é relativamente grande.
Mais preciso seria afirmar que o calor específico da calça é relativamente grande (veja complemento). Por isso, seguiremos nos referindo ao calor específico e não à capacidade térmica. Calor específico de uma substância é a quantidade de energia que precisa ser fornecida para uma unidade de massa para que ela varie em uma unidade de temperatura. Um calor específico alto significa que precisa ser fornecida uma alta quantidade de energia para que a temperatura se eleve sensivelmente. Dessa forma, como a calça jeans tem um calor específico relativamente alto, o café não é capaz de fornecer energia suficiente para que a temperatura da calça se eleve a ponto de a pessoa sofrer queimaduras sérias.
Afirmativa Verdadeira.
(F) A transferência de calor do líquido (café) para a sua perna se dá por meio da irradiação.
A transferência de calor se dá por contato. Um exemplo de transferência de calor por irradiação é o aquecimento da Terra pelo Sol.
Afirmativa Falsa.
Gabarito: C
Complemento
Voltemos à terceira afirmativa, em que o examinador se refere à “capacidade térmica”. A relação entre capacidade térmica e calor específico é dada pela Equação (1).
C = c times mtag{1}
Em que “C” é a capacidade térmica, “c” é o calor específico e “m” a massa do corpo. A capacidade térmica é usada quando a massa do corpo é relevante. Não é o nosso caso. Para o nosso problema uma calça grande (massa maior) é equivalente à uma calça pequena (massa menor).
Gabarito: C
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