Gabarito disponível
Deseja-se produzir, num alto-forno, a elevação da temperatura de um certo metal de 1000°C para 2000°C. A temperatura de fusão do metal é de 1300°C, seu calor de fusão é de 50,0cal/g e seus calores específicos na fase sólida e líquida são, respectivamente, 0,300cal/g°C e 0,500cal/g°C. Sabendo-se que o quilowatt-hora está sendo cobrado à razão de R$0,58 e admitindo-se um rendimento de 100%, o custo, em reais (R$), do processo por quilograma de metal é de
Dado: 1,00cal = 4,18Joules
Dado: 1,00cal = 4,18Joules
Resolução comentada
Q = 490 cal/g, ou seja, 2,05 MJ/kg ≈ 0,569 kWh, o que custa cerca de R$ 0,33.
Por grama: aquecer o sólido de 1000 a 1300 °C custa 0,3×300 = 90 cal, fundir custa 50 cal e aquecer o líquido de 1300 a 2000 °C custa 0,5×700 = 350 cal. O total é 490 cal/g, ou 4,9×10⁵ cal/kg. Em joules são 2,05×10⁶ J, que equivalem a 0,569 kWh. O custo é 0,569 × 0,58 ≈ R$ 0,33.
Análise das alternativas
B a E) Resultam de omitir etapas, de errar a conversão de cal para J e kWh ou de errar o preço.
Referência: Calorimetria; 1 kWh = 3,6×10⁶ J.
Resolução comentada do VaiConcursos.