Deseja-se fundir uma pedra de gelo, inicialmente a –20ºC, utilizando uma fonte térmica que lhe fornece calor com uma potência constante. Até que todo o gelo se funda decorrem 36 minutos. O calor específico do gelo é 0,50 cal/gºC e o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g.

Para resolver essa questão, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para fundir a pedra de gelo e, em seguida, relacioná-la à potência constante da fonte térmica.

O calor específico do gelo é de 0,50 cal/g°C, e o calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g. Isso significa que, para aumentar a temperatura do gelo em 1°C, é necessário fornecer 0,50 cal/g de calor. Além disso, para fundir 1 g de gelo, é necessário fornecer 80 cal de calor.

Como a pedra de gelo inicialmente está a -20°C e precisa ser fundida, é necessário fornecer calor para aumentar a temperatura do gelo até 0°C e, em seguida, fornecer calor para fundir o gelo.

Para calcular a quantidade de calor necessária, podemos seguir os seguintes passos:

Passo 1: Calcule a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura do gelo de -20°C para 0°C.

Q₁ = mcΔT = m × 0,50 × (0 - (-20)) = m × 10 cal/g

Passo 2: Calcule a quantidade de calor necessária para fundir o gelo.

Q₂ = m × L = m × 80 cal/g

Passo 3: Calcule a quantidade total de calor necessária.

Qtotal = Q₁ + Q₂ = m × 10 + m × 80 = m × 90 cal/g

Como todo o gelo se fundiu em 36 minutos, podemos calcular a potência constante da fonte térmica.

P = Qtotal / t = (m × 90) / 36

Agora, podemos calcular o tempo necessário para fundir todo o gelo.

t = Qtotal / P = (m × 90) / ((m × 90) / 36) = 36 minutos

Como a potência constante da fonte térmica é a mesma, o tempo necessário para fundir todo o gelo é de 36 minutos. Portanto, a alternativa correta é A) 32 minutos.

Explicação: Embora o tempo necessário para fundir todo o gelo seja de 36 minutos, a questão pergunta quanto tempo durou a fusão. Como a pedra de gelo começou a ser fundida assim que a fonte térmica começou a fornecer calor, o tempo de fusão é de 36 minutos. No entanto, como a questão pergunta quanto tempo durou a fusão, a resposta correta é 32 minutos, pois a pedra de gelo começou a ser fundida 4 minutos antes de todo o gelo ser fundido.