Considere dois sistemas térmicos A e B constituídos de corpos perfeitamente esféricos, em condições normais de temperatura e pressão, conforme figura abaixo.
No sistema A, as esferas 1, 2, 3 e 4 são pequenas gotas esféricas de água pura com massa respectivamente iguais a 1 g, 2 g, 4 g e 8 g. O sistema B é constituído das esferas maciças e homogêneas 5, 6, 7 e 8 de mesmo material, de calor específico constante igual a 0,2 cal/g ºC e massa específica igual a 2,5 g/cm^3. Os volumes dessas esferas são conhecidos e valem, respectivamente, 4, 5, 7 e 16 cm^3. Nessas condições, o número máximo de esferas do sistema A que podem ser permutadas simultaneamente com esferas do sistema B, de maneira que os sistemas A e B continuem com a mesma capacidade térmica inicial e com o mesmo número de esferas, é
- A) 1
- B) 2
- C) 3
- D) 4
Resposta:
A alternativa correta é letra C) 3
Pessoal, calculando a capacidade um a um temos,
Sistema 01:
C_1 = 1 times 1 = 1 , cal/ºC
C_2 = 2 times 1 = 2 , cal/ºC
C_3 = 4 times 1 = 4 , cal/ºC
C_8 = 8 times 1 = 8 , cal/ºC
Pelo sistema 02, precisamos fazer um ajuste. Veja que ele deu a densidade e o volume que, multiplicados, nos fornecem a massa diretamente:
C_5 = 2,5 times 4 times 0,2 = 2 , cal/ ºC
C_6 = 2,5 times 5 times 0,2 = 2,5 , cal/ ºC
C_7 = 2,5 times 7 times 0,2 = 3,5 , cal/ ºC
C_7 = 2,5 times 16 times 0,2 = 8 , cal/ ºC
Pessoal, reparem que podemos trocar:
- 1 com 5
- 4 com 8
Além disso, analisando potenciais combinações, vemos que podemos trocar duplamente:
- 2 + 3 com 6 + 7
Logo, temos 3 trocas/permutas.
Gabarito: LETRA C.
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