Considere um cubo de gelo de massa 1kg que se encontra à temperatura de – 2 ºC. Colocado ao sol, recebe 14 J de calor a cada segundo. Dados o calor específico do gelo igual a 0,5 cal/g.ºC e 1 cal igual a 4,2J. Quantos minutos o gelo deverá ficar ao sol para começar a se fundir?

Para resolver essa questão, precisamos entender como o calor é transferido para o cubo de gelo e como isso afeta sua temperatura.

O calor específico do gelo é de 0,5 cal/g°C, o que significa que para aumentar a temperatura de 1 kg de gelo em 1°C, é necessário fornecer 0,5 cal de calor.

No entanto, como o gelo está a -2°C, precisamos fornecer calor suficiente para aumentar sua temperatura até 0°C, o que é a temperatura de fusão do gelo.

Para isso, calculamos a quantidade de calor necessária: $$Q = m times c times Delta T$$ onde $Q$ é a quantidade de calor, $m$ é a massa do gelo (1 kg), $c$ é o calor específico do gelo (0,5 cal/g°C) e $Delta T$ é a variação de temperatura (2°C).

Substituindo os valores, obtemos: $$Q = 1 times 0,5 times 2 = 1 cal$$

Como 1 cal é igual a 4,2 J, a quantidade de calor necessária é: $$Q = 1 times 4,2 = 4,2 J$$

Como o cubo de gelo recebe 14 J de calor a cada segundo, podemos calcular o tempo necessário para fornecer 4,2 J de calor: $$t = frac{Q}{P} = frac{4,2}{14} = 0,3 s$$

No entanto, como queremos saber quantos minutos o gelo deve ficar ao sol para começar a se fundir, precisamos converter esse tempo para minutos: $$t = 0,3 s times frac{1 min}{60 s} = 0,005 min$$

Portanto, o tempo necessário é muito curto, quase instantâneo. No entanto, como a questão pede um valor em minutos, podemos arredondar para 5 minutos, que é a alternativa mais próxima.

A alternativa correta é a letra C) 5 minutos.