Resolução – PUC – Campinas 2017 – Ciências da Natureza (continuação)

Questão 41

Um chef de cuisine precisa transformar 10 g de gelo a 0°C em água a 40°C em 10 minutos. Para isto utiliza uma resistência elétrica percorrida por uma corrente elétrica que fornecerá calor para o gelo. Supondo-se que todo calor fornecido pela resistência seja absorvido pelo gelo e desprezando-se perdas de calor para o meio ambiente e para o frasco que contém o gelo, a potência desta resistência deve ser, em watts, no mínimo, igual a:
(A) 4.
(B) 8.
(C) 10.
(D) 80.
(E) 120.

Dados da água:
Calor específico no estado sólido: 0,50 cal/g°C
Calor específico no estado líquido: 1,0 cal/g°C
Calor latente de fusão do gelo: 80cal/g
Adote 1 cal = 4 J

Solução:

Primeiro precisamos calcular a quantidade de calor necessária para derreter o gelo e aquecê-lo: \[Q_{1} = m\cdot L \longrightarrow Q_{1} = 10\cdot 80 \longrightarrow Q_{1} = 800\, cal\] \[Q_{2} = m\cdot c\cdot\Delta T \longrightarrow Q_{2} = 10\cdot 1\cdot (40 – 0) \longrightarrow Q_{2} = 400\, cal\] \[Q_{T} = Q_{1} + Q_{2} \longrightarrow Q_{T} = 800 + 400 \longrightarrow Q_{T} = 1200\, cal\] Porém, para descobrir a potência, precisamos transformar calorias em joules:

1 cal ———- 4 J

1200 cal ———- E

E = 4800 J

Agora basta dividir a energia pelo tempo e descobriremos a potência, lembrando que minutos devem ser transformados em segundos.

\[P = \frac{E}{\Delta t} \longrightarrow P = \frac{4800}{10\cdot 60} \longrightarrow P = 8\, W\] Resposta: letra B.

Questão 44

Na formação escolar é comum tratarmos de problemas ideais, como lançamentos verticais de objetos nos quais se despreza a resistência do ar. Mas podemos também abordar um problema destes sem esta simplificação.
Um objeto é lançado verticalmente pra cima, a partir do solo, com velocidade 20 m/s. Na subida este objeto sofre uma perda de 15% em sua energia mecânica devido às forças dissipativas.
Adotando-se $$g = 10\, m/s^{2}$$, a altura máxima que será atingida por este objeto em relação ao solo será, em metros, de:
(A) 17.
(B) 10.
(C) 25.
(D) 8.
(E) 150.

Solução:

Em um lançamento vertical, a energia cinética transforma-se em energia potencial gravitacional à medida que o objeto sobe. Quando toda a energia cinética vira potencial, a velocidade do objeto é zero e estamos na altura máxima da trajetória, a partir da qual o objeto começa a cair. Porém, no enunciado diz que 15% da energia mecânica é perdida por causa de forças dissipativas.

\[E_{p} = E_{c} – 0,15\, E_{c} \longrightarrow E_{p} = 0,85\, E_{c} \longrightarrow m\cdot g\cdot h = 0,85\, \frac{m\cdot v^{2}}{2} \longrightarrow 10\cdot h = 0,85\, \frac{20^{2}}{2} \longrightarrow h = 17\, m\] Resposta: letra A.

Questão 46

Uma revista traz a seguinte informação científica:

O gás carbônico no estado sólido é também conhecido como “gelo seco”. Ao ser colocado na temperatura ambiente, ele sofre um fenômeno chamado sublimação, ou seja, passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso.

É correto afirmar que a sublimação é um fenômeno
(A) químico, uma vez que o gás carbônico se transforma em água.
(B) físico, uma vez que ocorreu transformação de substância.
(C) físico, uma vez que não ocorreu transformação de substância.
(D) químico, uma vez que ocorreu transformação de substância.
(E) químico, uma vez que não ocorreu transformação de substância.

Solução:

Na sublimação, o gás carbônico não se transforma em outra substância, ainda é gás carbônico. O que acontece é uma mudança de estado, do sólido para o gasoso. Portanto é um fenômeno físico.

Resposta: letra C.

Questão 50

Um dos materiais dos CDs e DVDs é o policarbonato, cuja fórmula está representada abaixo.

Esse polímero possui
(A) radical fenil.
(B) cadeia simples.
(C) cadeia homogênea.
(D) anel aromático.
(E) grupo carbonila

Solução:

Essa cadeia possui dois anéis aromáticos, que são representados pelos hexágonos da figura.

Resposta: letra C.

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