Fuvest 2024 · Segunda fase · Questão 1 · Discursiva

Física · Calor latente, Densidade, Trocas de calor

Um estudo recente feito por pesquisadores do Caltech(1) mostrou que, desde o início do século XXI, o volume de gelo acumulado no oceano Ártico durante o inverno diminuiu em cerca de 6000 km3 , redução em grande parte impulsionada pela mudança na espessura do gelo, passando de um padrão denominado “plurianual” para outro padrão conhecido como “gelo marinho sazonal”. Segundo os autores do estudo, o gelo mais antigo e plurianual tende a ser mais espesso e, portanto, seu derretimento é mais demorado. À medida que esse “reservatório” de gelo “antigo” marinho do Ártico se esgota e o gelo sazonal passa a predominar, espera-se que a espessura e o volume globais do gelo marinho do Ártico diminuam.

  1. Estime, em kg, o acréscimo na massa de água no oceano devido ao degelo no Ártico desde o início do século XXI.
  2. Sabendo que a área do oceano Ártico é de aproximadamente 1,5×107km21,5 \times 10^7 km^2 , se todo esse gelo perdido formasse uma camada sobre a superfície desse oceano, qual seria a espessura dessa camada?

  3. Estime a mínima quantidade de energia (em joules) para derreter completamente uma tonelada de gelo inicialmente a uma temperatura de -20∘^\circC.

    Note e adote: Propriedades do gelo (plurianual ou sazonal):

    • Densidade = 0,92 g/cm3
    • Calor específico = 2×1032 \times 10^3 J/kg.∘^\circC
    • Calor latente de fusão = 3×105J/kg3 \times 10^5 J/kg

    (1) Sahra Kacimi et al, “Arctic snow depth, ice 3/4 thickness and volume from ICESat-2 and CryoSat-2: 2018-2021”, Geophysical Research Letters (2022). DOI: 10.1029/2021GL097448

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