Gabarito disponível
Texto-base:
Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas.
Constante dos gases: R = 8 J/(mol·K). Pressão atmosférica ao nível do mar: P₀ = 100 kPa.
Massa molecular do CO₂ = 44 u. Calor latente do gelo: 80 cal/g. Calor específico do gelo: 0,5 cal/(g·K).
1 cal = 4×10⁷ erg. Aceleração da gravidade: g = 10,0 m/s².
No espaço sideral, luz incide perpendicular e uniformemente numa placa de gelo inicialmente a -10 ºC e em repouso, sendo 99% refletida e 1% absorvida. O gelo então derrete pelo aquecimento, permanecendo a água aderida à placa. Determine a velocidade desta após a fusão de 10% do gelo.
Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas.
Constante dos gases: R = 8 J/(mol·K). Pressão atmosférica ao nível do mar: P₀ = 100 kPa.
Massa molecular do CO₂ = 44 u. Calor latente do gelo: 80 cal/g. Calor específico do gelo: 0,5 cal/(g·K).
1 cal = 4×10⁷ erg. Aceleração da gravidade: g = 10,0 m/s².
No espaço sideral, luz incide perpendicular e uniformemente numa placa de gelo inicialmente a -10 ºC e em repouso, sendo 99% refletida e 1% absorvida. O gelo então derrete pelo aquecimento, permanecendo a água aderida à placa. Determine a velocidade desta após a fusão de 10% do gelo.
Resolução comentada
Pressão de radiação e calor absorvido dão velocidade de cerca de 3 cm/s.
O momento transferido por unidade de energia incidente E é (2·0,99+0,01)E/c ≈ 1,99E/c. A energia absorvida (1% de E) aquece e derrete: para fundir 10% da massa m, precisa-se de 5 cal/g (aquecer de −10 °C a 0 °C) mais 8 cal/g (10% do calor latente de 80 cal/g), ou seja, 13 cal/g. Com 1 cal = 4 J, 0,01E = 52000·m J, logo E ≈ 5,2×10⁶·m. Então v = 1,99E/(mc) ≈ 1,99·5,2×10⁶/3×10⁸ ≈ 3,4×10⁻² m/s, ou seja, cerca de 3 cm/s.
Análise das alternativas
A, C, D e E) Erradas: diferem em ordem de grandeza do valor ≈ 3 cm/s.
Referência: Pressão de radiação e calorimetria.
Resolução comentada do VaiConcursos.