FisicaNet - Prof. Alberto Ricardo Prass
QUESTÕES RESOLVIDAS
QUESTÕES RESOLVIDAS
Questão 079

As altas temperaturas de combustão e o atrito entre suas peças móveis são alguns dos fatores que provocam o aquecimento dos motores à combustão interna. Para evitar o superaquecimento e consequentes danos a esses motores, foram desenvolvidos os atuais sistemas de refrigeração, em que um fluido arrefecedor com propriedades especiais circula pelo interior do motor, absorvendo o calor que, ao passar pelo radiador, é transferido para a atmosfera.

Qual propriedade o fluido arrefecedor deve possuir para cumprir seu objetivo com maior eficiência?

Alternativas
A) Alto calor específico. Correta
B) Alto calor latente de fusão.
C) Baixa condutividade térmica.
D) Baixa temperatura de ebulição.
E) Alto coeficiente de dilatação térmica.
Resolução Comentada

Para determinar a propriedade ideal do fluido arrefecedor, analisamos a equação fundamental da calorimetria para a troca de calor sensível:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

Onde \(Q\) é a quantidade de calor absorvida, \(m\) é a massa do fluido, \(c\) é o seu calor específico e \(\Delta T\) é a variação de temperatura sofrida pelo líquido.

1. Função do calor específico (\(c\)):

O calor específico mede a capacidade de uma substância absorver ou ceder calor mantendo uma pequena variação de temperatura. Isolando o calor específico na equação:

\[ c = \frac{Q}{m \cdot \Delta T} \]

Quanto maior for o calor específico (\(c\)) do fluido arrefecedor, maior será a quantidade de calor (\(Q\)) que ele consegue transportar do motor para o radiador por unidade de massa sem sofrer uma grande elevação de sua própria temperatura (\(\Delta T\)), garantindo a máxima eficiência na refrigeração do sistema sem atingir a ebulição.

2. Análise das outras alternativas:

  • (B) Incorreta: O líquido opera na fase líquida sem congelar, logo o calor latente de fusão não intervém no arrefecimento contínuo do motor.
  • (C) Incorreta: O fluido deve apresentar alta condutividade térmica para absorver e trocar calor rapidamente.
  • (D) Incorreta: A temperatura de ebulição deve ser alta para evitar que o líquido ferva e passe para a fase gasosa, o que comprometeria a circulação do fluido.
  • (E) Incorreta: Uma dilatação térmica elevada provocaria alterações excessivas de volume no sistema fechado de refrigeração, o que não favorece a eficiência da troca de calor.

Portanto, a propriedade essencial para o fluido arrefecedor cumprir seu papel com a máxima eficiência é apresentar um **alto calor específico**, o que corresponde à alternativa (A).

Resposta: (A)