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Questão de Física — FGV SME-SP EFII e Médio 2023 (nº 46)

Uma barra de ferro está em contato, numa extremidade, com gelo em fusão, e na outra, com vapor de água em ebulição, sob pressão atmosférica.
O comprimento da barra é 50 cm e sua seção transversal tem 10 cm² de área.
O coeficiente de condutibilidade térmica do ferro é de 0,16 cal/s.cm.oC; o calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g e, o módulo do calor latente de condensação do vapor, 540 cal/g.
Considere o sistema isolado.
A massa do gelo que se funde, após 50 minutos, é

A50g.
B60g.
C80g.
D120g.
E500g.

Resposta comentada

Gabarito Alternativa D

(A) Incorreta: 50 g resultaria de uma potência de condução muito menor que a real.
(B) Incorreta: 60 g não corresponde ao fluxo de calor obtido pela lei de Fourier.
(C) Incorreta: 80 g subestima o calor conduzido em 50 minutos.
(D) Correta: $\frac{Q}{t}=\frac{kA\Delta T}{L}=\frac{0{,}16\cdot10\cdot100}{50}=3{,}2\ \text{cal/s}$ ; em $t=3000\ \text{s}$ , $Q=9600\ \text{cal}$ , logo $m=\frac{Q}{L_f}=\frac{9600}{80}=120\ \text{g}$ .
(E) Incorreta: 500 g usaria erradamente o calor latente de condensação (540) no lugar do de fusão (80).

Fonte: FGV SME-SP EFII e Médio 2023 Física (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.

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