Questão n° 57No dia vinte e três de janeiro de 2018, a cidade de São Paulo ganhou a sua 72a estação de metrô, a estação Higienópolis-Mackenzie que faz parte da Linha 4 - Amarela. A estação é totalmente acessível aos usuários com deficiência e mobilidade reduzida. Os pavimentos contam com cinco elevadores que fazem a interligação da rua com o mezanino e com as plataformas, além de 26 escadas rolantes e 13 fixas. Suponha-se que uma pessoa com massa 80 kg rejeite os elevadores e as escadas rolantes e, disposta a emagrecer dissipando a sua energia, suba diariamente os 25 metros de profundidade da estação.Considerando-se a massa específica da água 1,0 g/cm3, seu calor específico sensível 1,0 cal/g.°C, a aceleração gravitacional g = 10 m/s~ e 1,0 cal equivalente aproximada a 4,0 joules, em cinco dias, a energia dissipada por essa pessoa aquece um litro de água de um intervalo de temperatura em °C igual aa)50b)25c)20d)10e)5,0
Soluções para a tarefa
Olá, tudo bem?
Para resolver essa questão precisamos aplicar dois conceitos da física.
O primeiro deles é determinar a energia dissipada pela pessoa.
Sabemos que nas transferências de energia entre dois sistemas, ocorrem perdas de energia. E dessa forma, a energia que é perdida ou não é aproveitada é chamada de energia dissipada.
Assim, podemos calcular a energia dissipada pela pessoa por:
Ed = 5 (dias) . m . g . H
onde consideramos a massa (m), a aceleração da gravidade (g) e a altura (H), dados na questão.
Ed = 5 . 80 . 10 . 25
Ed = 1.10⁵ J
Agora, precisamos calcular a variação de temperatura, utilizando a fórmula que determina a quantidade de calor sensível recebida ou cedida por um corpo:
Q = m . c . ΔT
Dados:
Q = Ed = 1.10⁵ J, precisamos de Q em cal, então sabendo que 1 cal equivale a 4 J teremos, Q = 1.10⁵/4 = 25000 cal
mágua = 1.10³ g
c = 1,0 cal/g°C
Q = m . c . ΔT
25000 = 1.10³ . 1 . ΔT
ΔT = 25 ºC
Resposta correta:
b) 25