(IME - 2018/2019 - 2 FASE)Alguns animais tm mecani

(IME - 2018/2019 - 2ª FASE)

Alguns animais têm mecanismos de defesa muito curiosos. Os besouros-bombardeiros, por exemplo, são insetos que disparam jatos de uma substância superquente pelos seus traseiros quando se sentem ameaçados. Seus corpos são equipados com duas glândulas nas extremidades de seus abdomens e essas estruturas contêm diferentes substâncias químicas. Quando os insetos são provocados, essas substâncias são combinadas em uma câmara de reação e são produzidas explosões na forma de um intenso jato – aquecido de 20 °C para 100 °C pelo calor da reação – para afugentar suas presas. A pressão elevada permite que o composto seja lançado para fora com velocidade de 240 cm/s. Uma formiga se aproxima do besouro, pela retaguarda deste e em linha reta, a uma velocidade média de 0,20 cm/s e o besouro permanece parado com seu traseiro a uma distância de 1 mm do chão. Quando pressente o inimigo, o besouro lança o jato em direção à formiga. Determine:

a) o calor latente da reação das substâncias, em J/kg;

b) o rendimento da máquina térmica, representada pelo besouro;

c) a distância mínima, em cm, entre os insetos, para que o jato do besouro atinja a formiga; e

d) a velocidade, em cm/s, que a formiga adquire ao ser atingida pelo jato do besouro (assumindo que todo o líquido fique impregnado na formiga).

Dados:

• calores específicos das substâncias e do líquido borrifado: c = 4,19 x 10³ J/kg․K ;

• massa da formiga: m_formiga = 6,0 mg;

• massa do besouro: m_besouro = 290 mg;

• massa do jato: m_jato = 0,30 mg;

• velocidade média da formiga: v_formiga = 0,20 cm/s; e

• aceleração da gravidade: g = 10 m/s² .