EsmerEntrar
Física

ITA 2027 Física — Questão 19

Em 1775, o oficial de artilharia britânico Sir Robert Barker relatou um engenhoso processo de fabricação de gelo utilizado pelos sábios indianos. De acordo com seu relato, esse processo consistia em deixar ao relento, em noites frias, limpas e sem vento, finas camadas de água contidas em vasos abertos, porosos, de barro, colocados sobre palha seca. Ao fim da noite, o conteúdo dos vasos estava completamente congelado. Supondo que a camada de água tinha por volta de 1 cm e que não ocorreu sublimação, assinale a alternativa que corresponde à melhor estimativa do tempo de congelamento em horas a partir do instante em que a água atinge 0 ∘C0\ ^\circ\mathrm{C}.

👉 Tente resolver: clique na alternativa e confirme sua resposta.Rascunho de prova: ✕ elimina, ★ marca como provável (no celular, arraste a alternativa para o lado).

00:00
Só quero ver o gabarito

Gabarito oficial do ITA 2027 Física, questão 19: alternativa C

3 horas.

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você identifica que, em noite limpa e sem vento sobre palha seca, o único escoadouro de calor é a radiação para o céu — e estima com Stefan-Boltzmann.

Por onde começar · passo 1 de 5

Escolha o modelo de troca de calor

Por que o relato insiste em noite limpa, sem vento, palha seca e vaso poroso?

Sem vento: convecção forçada desprezível. Palha seca: isola o fundo (condução desprezível). Céu limpo: o céu noturno é um sumidouro frio de radiação. A face superior da água, com ε=1\varepsilon = 1, irradia κT4\kappa T^4 por unidade de área. Como o enunciado exclui sublimação e não dá temperatura do céu, a estimativa é: perda líquida ≈ emissão da água a 0 °C.

A armadilha

O enunciado não dá nenhum número além da espessura: as constantes ($\kappa$, $\varepsilon = 1$, $L = 334$ J/g) estão no cabeçalho de Física. Quem procura condução ou convecção não acha dados; quem faz a água irradiar pelas duas faces dobra o fluxo e marca 1 hora.

Quem cai nela marca A, B, D, E.

Grandeza (por m²)ContaValor
Massa de água10⁴ cm³ × 1 g/cm³10⁴ g
Calor latente a retirar10⁴ g × 334 J/g3,34 × 10⁶ J
Potência irradiada5,7×10⁻⁸ × 273⁴≈ 317 W
Tempo3,34×10⁶ / 317≈ 1,05 × 10⁴ s ≈ 2,9 h
Calor latente dividido pela potência irradiada pela face superior: cerca de 3 horas.

Na resolução completa vêm os outros 4 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

Ver a resolução completa

Entenda por que cada alternativa está certa ou errada, passo a passo — gerado pela IA do Esmer.

Com a conta grátis você vê 5 explicações completas. No Premium, por R$ 29/mês, todas — e ainda o diagnóstico do seu erro.

⚡ Com a conta grátis você responde as questões oficiais e vê o gabarito

🧭 Explicação detalhada ITA

O que a questão pede

Estimar quanto tempo leva para congelar uma lâmina de água de 1 cm que já está a 0 °C. O enunciado não dá a perda de calor (as constantes LL, κ\kappa e ε\varepsilon estão no quadro de informações de Física da prova): você precisa descobrir pelo relato por onde o calor sai. Noite limpa, sem vento, palha seca embaixo: sobra a radiação para o céu.

Antes de começar, revise

  • Calor latente
  • Lei de Stefan–Boltzmann
  • Modos de troca de calor
  • Trabalhar por área

🔒 No Esmer: a sacada que destrava a questão, a resolução com toda a álgebra, a conferência por outro caminho, por que cada alternativa errada atrai e as questões para treinar depois.

Criar conta grátis: 1 explicação detalhada por dia →
Encontrou um problema nesta questão?

📄 Ver esta questão na prova oficial do ITA (PDF, Fase 1)

Questões relacionadas

Mais questões