Questão Resolvida – ENEM 2016 – Calor de vaporização e Potência

Olá pessoal! Mais uma semana pela frente, com ânimos renovados, bora estudar! Questão de física, que aborda potência! Em 2015 também caiu uma questão sobre potência no ENEM, que está resolvido nesse post. Assunto quente!

(ENEM 2016) Num dia em que a temperatura ambiente é de 37 °C, uma pessoa, com essa mesma temperatura corporal, repousa à sombra. Para regular sua temperatura corporal e mantê-la constante, a pessoa libera calor através da evaporação do suor. Considere que a potência necessária para manter seu metabolismo é 120 W e que, nessas condições, 20% dessa energia é dissipada pelo suor, cujo calor de vaporização é igual ao da água (540 cal/g). Utilize 1 cal igual a 4 J. Após duas horas nessa situação, que quantidade de água essa pessoa deve ingerir para repor a perda pela transpiração?

A) 0,08 g     B) 0,44 g     C) 1,30 g     D) 1,80 g     E) 80,0 g

Para saber o quanto de água essa pessoa deve ingerir para repor a perda por transpiração, precisamos saber o quanto foi perdido por transpiração. A primeira informação importante é que a transpiração pode ser considerada como a vaporização da água. O calor de vaporização da água é Q = 540 cal/g. Isso significa que são necessárias 540 calorias para que 1 g de água vaporize. Para saber esse valor em joules (J), apenas o multiplicamos por 4.

Q = 540 . 4 = 2160 J/g

Ou seja, são necessários 2160 joulespara que 1 g de água vaporize.

A quantidade de energia que o corpo dissipa para a transpiração foi dada em função da potência do metabolismo. Segundo o enunciado, a potência dissipada para a transpiração é igual a 20% da potência necessária para manter o metabolismo. Sendo assim

Pot dissipada = 0,2 . Pot metabolismo

Pot dissipada = 0,2 . 120 = 24 W ou 24 J/s

A potência dissipada nada mais é do que a energia dissipada durante um período de tempo, e por isso representei anteriormente o valor como 24 J/s, que é o mesmo que W (watts). Ou seja, o corpo da pessoa citada no enunciado perde 24 joules a cada segundo para a transpiração. No entanto, o enunciado pede a quantidade de água a ser reposta após um período de 2 horas. Transformando o período (t) para segundos:

t = 2 . 3600 = 7200 s

Assim, temos que:

24 J  —-são dissipados em —- 1 s

Energia —- é dissipada em — 7200 s

Por regra de três:

Energia. 1 = 24 . 7200

Energia = 172800 J

Esse valor representa a energia dissipada pela vaporização em um período de 2 horas.

À partir da informação do calor de vaporização, temos que:

2160 J —vaporizam— 1 g de água

172800 J —vaporizam— massa de água

Por regra de três:

2160 . massa de água = 172800 . 1

massa de água = 172800/2160 = 80 g

Sendo assim, no período de 2 horas, a pessoa perde 80 g de água pela transpiração, e essa deve ser a quantidade que ela deve consumir para repor as perdas. Resposta: Letra E!

Dúvidas? Comentem!