Questões Física

Desejando uma segunda opinião, o médico legista, após remover o cérebro de um crânio, m...

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1Q546002 | Física, VUNESP

Desejando uma segunda opinião, o médico legista, após remover o cérebro de um crânio, mediu sua massa, que era de 1,6 kg, envolveu-o em um saco plástico e em seguida colocou-o em uma caixa térmica contendo 2 kg de gelo à temperatura de 0 ºC. A caixa térmica foi então enviada para o segundo médico legista, longe dali. Ao recebê-la, o segundo médico constatou a presença de 100 g de água no interior da caixa, obtidas do derretimento de parte do gelo em função do calor cedido pelo cérebro até que se estabelecesse o equilíbrio térmico. Considerando que a caixa térmica era ideal e que o ar e o plástico não participaram das trocas de calor, a temperatura do cérebro, no momento em que foi colocado dentro da caixa, em graus Celsius, era de Dados: calor específico do cérebro = 1 cal/(g.ºC) calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g pressão atmosférica = 1 ? 105 Pa
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💬 Comentários

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Matheus Fernandes
Por Matheus Fernandes em 31/12/1969 21:00:00
Gabarito: b)

Para resolver essa questão, precisamos entender o processo de transferência de calor entre o cérebro e o gelo até que ambos atinjam o equilíbrio térmico. O cérebro, inicialmente mais quente, cede calor ao gelo, que está a 0 ºC, até que parte deste gelo derreta.

Primeiro, vamos calcular a quantidade de calor necessária para derreter 100 g de gelo. Usando o calor latente de fusão do gelo, que é de 80 cal/g, temos: Q = massa * calor latente = 100 g * 80 cal/g = 8000 cal.

Este calor foi cedido pelo cérebro ao gelo. O cérebro tem uma massa de 1,6 kg (ou 1600 g) e um calor específico de 1 cal/(g.ºC). Seja ΔT a variação de temperatura do cérebro, então a quantidade de calor cedida pelo cérebro é dada por: Q = massa * calor específico * ΔT = 1600 g * 1 cal/(g.ºC) * ΔT.

Igualando as duas quantidades de calor (do cérebro e do gelo), temos: 1600 * ΔT = 8000. Resolvendo para ΔT, obtemos ΔT = 8000 / 1600 = 5 ºC.

Como o cérebro e o gelo atingem o equilíbrio térmico a 0 ºC, e a variação de temperatura do cérebro foi de 5 ºC, a temperatura inicial do cérebro era de 0 ºC + 5 ºC = 5 ºC.

Portanto, a temperatura do cérebro no momento em que foi colocado dentro da caixa era de 5 ºC.
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