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Os cometas são geralmente formados por gases e gelos - UnB 2019

Os cometas são geralmente formados por gases e gelos solidificados que envolvem um núcleo metálico ou rochoso. Ao se aproximar do Sol, o cometa passa a exibir uma cauda longa e brilhante, que surge em razão da evaporação de sua superfície quando exposta ao calor do Sol. A figura a seguir representa um cometa no formato esférico, com diâmetro sólido total D de 1.000 m. O núcleo metálico interno tem diâmetro Di de 400 m e é coberto por uma mistura de gelo composto de vários elementos leves em estado sólido. A massa de gelo corresponde a 36% da massa total do cometa. Nas condições às quais esse cometa está submetido, o gelo vai diretamente para o estado gasoso à temperatura de 14 K.

Tendo como referência essas informações, julgue os itens de 84 a 86 e faça o que se pede no item 87, que é do tipo B.

84 Quando o cometa se aproxima do Sol, a troca de calor entre eles ocorre por irradiação.
85 Se a massa do gelo evaporar de forma homogênea, o fluxo de calor entre o núcleo metálico e a superfície do cometa permanecerá constante.
86 Se a energia cinética do cometa permanecer constante após todo o gelo evaporar, a razão entre as velocidades inicial e final do cometa será inferior a 0,7.
87 Considere que a massa do gelo sobre o cometa seja igual a 4,9∙1010 kg, que a temperatura inicial do gelo seja 4 K e que os calores específico e latente do gelo sejam respectivamente iguais a 0,05∙J∙kg-1∙K-1 e 0,1∙J∙kg-1. Nessas condições, calcule a quantidade de energia, em joules, necessária para evaporar toda a cobertura de gelo do cometa. Divida o valor encontrado por 108. Após efetuar todos os cálculos solicitados, despreze, para a marcação no Caderno de Respostas, a parte fracionária do resultado final obtido, caso exista.

Solução