Questão 117 Enem 2019 - dia 2 - Matemática e Ciências da Natureza

Questão 117

Trocas de Calor sem Mudança de Fase

Em uma aula experimental de calorimetria, uma professora queimou 2,5 g de castanha-de-caju crua para aquecer 350 g de água, em um recipiente apropriado para diminuir as perda de calor. Com base na leitura da tabela nutricional a seguir e da medida da temperatura da água, após a queima total do combustível, ela concluiu que 50% da energia disponível foi aproveitada. O calor específico da água é 1 cal g^-1ºC^-1, e sua temperatura inicial era de 20ºC.

Qual foi a temperatura da água, em grau Celsius, medida ao final do experimento?

a)	25
b)	27
c)	45
d)	50
e)	70

Resolução

Como 10 g de castanha-de-caju possue valor energético de 70 kcal, 2,5 g (um quarto da porção) possue valor energético

$V E = \frac{70}{4} k c a l .$

Como 50% do valor energético foi aproveitado na queima, a quantidade de calor liberada foi de

$Q = 50 % \cdot V E = \frac{1}{2} \frac{70}{4} k c a l = \frac{70}{8} \cdot 10^{3} c a l .$

Durante o aquecimento, os 350 g de água sofrem um aquecimento $Δ θ$ dado por (em unidades de g, cal e °C)

$Q = m \cdot c \cdot Δ θ \Rightarrow \frac{70}{8} \cdot 10^{3} = 350 \cdot 1 \cdot Δ θ \Rightarrow Δ θ = 25 ° C .$

Logo,

$Δ θ = θ_{F} - θ_{I} \Rightarrow 25 = θ_{F} - 20 \Rightarrow θ_{F} = 45 ° C .$