Em uma atividade de Física sobre o consumo de energia em cozinhas brasileiras, estudantes analisaram o…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de Física sobre o consumo de energia em cozinhas brasileiras, estudantes analisaram o resfriamento de uma panela com 3 kg de água. A água inicialmente estava a 80 °C e, após algum tempo, atingiu 20 °C. Para os cálculos, deve-se considerar que não houve mudança de estado físico nem perdas adicionais de energia e usar o calor específico da água igual a 4,18 J/(g·°C). Com base nos dados da atividade, calcule a quantidade de calor liberada pela água durante esse resfriamento.
- A) 1003200 J
- B) 752400 J
- C) 250800 J
- D) 1254000 J
- E) 7524 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa é m = 3 kg, que equivale a 3000 g. A temperatura inicial é 80 °C, a final é 20 °C e o calor específico da água é c = 4,18 J/(g·°C).
- Calcule a variação de temperatura. ΔT = temperatura final − temperatura inicial = 20 − 80 = −60 °C. O sinal negativo indica que a água perdeu calor, então o módulo é 60 °C.
- Aplique a fórmula do calor sensível, Q = m × c × ΔT. Substituindo: Q = 3000 × 4,18 × 60.
- Faça a conta. 3000 × 4,18 = 12540 e 12540 × 60 = 752400. Portanto, Q = 752400 J (em módulo, pois a água liberou esse calor).
- Compare com as alternativas. A alternativa B (752400 J) coincide com o resultado, então o gabarito oficial está correto.
- Por que as outras estão erradas: A) 1003200 J corresponde a usar ΔT = 80 °C, ignorando a temperatura final. C) 250800 J corresponde a usar ΔT = 20 °C, a temperatura final, em vez da variação. D) 1254000 J corresponde a somar as temperaturas (80 + 20 = 100 °C) em vez de subtraí-las. E) 7524 J corresponde a usar 30 g no lugar de 3000 g, um erro de conversão de unidade.
💡 Dica: Use a fórmula Q = m * c * ΔT para calcular.
Alternativa por alternativa
Usou a temperatura inicial de 80 °C como se fosse a variação de temperatura, sem subtrair a temperatura final de 20 °C.
A massa deve ser convertida para gramas: 3 kg = 3000 g. A variação de temperatura é ΔT = 80 °C − 20 °C = 60 °C. Assim, Q = m · c · ΔT = 3000 · 4,18 · 60 = 752400 J. Como a água esfria, essa energia é liberada; portanto, seu módulo é 752400 J.
Tomou a temperatura final de 20 °C como o valor de ΔT, confundindo a variação com a temperatura atingida.
Somou as temperaturas inicial e final (80 + 20 = 100 °C) em vez de calcular a diferença entre elas, o que mostra que não entendeu o conceito de variação de temperatura.
Converteu 3 kg para 30 g, com erro de potência de dez na conversão de unidades, o que reduziu o resultado em 100 vezes.
Raio-X da questão
calor específico
avaliacao
calor especifico · conversao de unidades massa
Revisar a fórmula do calor específico e suas aplicações.
Nao converter a massa de kg para g, resultando em valor incorreto da quantidade de calor.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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