Questão FC784508
Em um experimento para determinar o equivalente mecânico do calor, um técnico abandona uma esfera de chumbo maciça do alto de uma torre de 42 metros de altura. Ao atingir o solo, s
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Instituto AOCP · 2026
Em um experimento para determinar o equivalente mecânico do calor, um técnico abandona uma esfera de chumbo maciça do alto de uma torre de 42 metros de altura. Ao atingir o solo, supõe-se que toda a energia cinética da esfera seja convertida em energia térmica e que 60% desse calor seja absorvido pela própria esfera.
Sendo a aceleração da gravidade \(g = 10 m/s^2\) e o calor específico do chumbo \(c = 126 J/kg°C\), determine a variação de temperatura sofrida pela esfera de chumbo ao final do processo e assinale a alternativa correta.
- 0,1 °C.
- 1,2 °C.
- 2,0 °C.
- 3,3 °C.
- 5,0 °C.
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
Pressupõe-se que a energia potencial gravitacional se transforma totalmente em calor ao atingir o solo e que 60% desse calor é absorvido pela esfera.
A energia disponível é \(E=mgh\). A fração absorvida pela esfera é \(Q=0{,}6\,mgh\).
A variação de temperatura obtém-se por \(\Delta T=\dfrac{Q}{mc}\). Note que a massa cancela, ficando
\(\displaystyle \Delta T=\frac{0{,}6\,g\,h}{c}\).
Substituindo \(g=10\ \mathrm{m/s^2}\), \(h=42\ \mathrm{m}\) e \(c=126\ \mathrm{J/(kg\cdot°C)}\):
\(\Delta T=\dfrac{0{,}6\cdot10\cdot42}{126}=\dfrac{252}{126}=2\ °C\).
Portanto, a esfera aquece \(2,0\ °C.
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