Durante uma atividade de educação ambiental, uma escola utiliza gelo produzido a partir de água potável para…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma atividade de educação ambiental, uma escola utiliza gelo produzido a partir de água potável para demonstrar mudanças de estado físico. Uma amostra de 100 g de gelo encontra-se inicialmente a 0 °C, temperatura de fusão da água. Considere que todo o calor fornecido seja usado exclusivamente para derreter a amostra e que o calor latente de fusão do gelo seja 334 J/g. Com base nos dados apresentados, qual quantidade de energia, em joules, deve ser fornecida para derreter completamente a amostra de gelo?
- A) 334.000 J
- B) 16.700 J
- C) 3.340 J
- D) 33.400 J
- E) 334 J
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A massa de gelo é m = 100 g, o gelo está a 0 °C (temperatura de fusão, portanto não há variação de temperatura a considerar) e o calor latente de fusão é L = 334 J/g. Como todo o calor fornecido é usado apenas para derreter a amostra, a energia pedida é o calor latente total, Q = m × L.
- Calcule a energia: Q = 100 g × 334 J/g = 33.400 J. Como a unidade do calor latente é J/g, a massa em gramas se cancela corretamente e o resultado sai em joules.
- Compare com o gabarito oficial, que indica D (33.400 J). Minha resolução chegou ao mesmo valor, portanto o gabarito está correto.
- Por que as outras alternativas estão erradas. A (334.000 J) multiplica o calor latente por 1000, o que equivale a usar uma massa de 1000 g. B (16.700 J) corresponde a usar apenas 50 g de gelo. C (3.340 J) corresponde a usar apenas 10 g de gelo. E (334 J) é o próprio calor latente por grama, sem multiplicar pela massa da amostra.
💡 Dica: Calcule a energia usando a fórmula Q = m * L.
Alternativa por alternativa
O aluno multiplicou o calor latente por 1000, como se a massa fosse 1000 g ou como se tivesse feito uma conversão de unidade no sentido errado. Ele aplicou uma conversão de kg para g quando a massa já estava em gramas, compatível com a unidade J/g.
O aluno usou metade da massa informada (50 g em vez de 100 g), possivelmente por confundir a massa com metade dela ou por interpretar mal o enunciado, achando que apenas parte do gelo seria derretida.
Por que engana: Confundir calor latente com calor sensivel, calculando energia para aquecer em vez de fundir o gelo.
O aluno dividiu a massa por 10 ou leu 10 g no lugar de 100 g, cometendo um erro de casa decimal ao multiplicar 334 por 10 em vez de por 100.
Como a amostra já está à temperatura de fusão, não é necessário calcular o aquecimento do gelo. Deve-se usar Q = m · L, em que m = 100 g e L = 334 J/g. Assim, Q = 100 · 334 = 33.400 J.
O aluno considerou apenas o valor do calor latente (334 J/g) e esqueceu de multiplicá-lo pela massa da amostra, como se o calor latente fosse uma quantidade total de energia e não uma energia por grama.
Raio-X da questão
calor latente de fusão
avaliacao
calor latente de fusao · conversao de unidades massa
Revisar o conceito de calor latente e suas aplicações.
Confundir calor latente com calor sensivel, calculando energia para aquecer em vez de fundir o gelo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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