Em uma atividade de Física, uma turma utiliza um recipiente térmico para estudar a mudança de estado da água…
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, uma turma utiliza um recipiente térmico para estudar a mudança de estado da água. Uma amostra de gelo, inicialmente a 0 °C, tem massa de 100 g. Para derreter completamente essa amostra, sem variar sua temperatura, é necessário fornecer energia exclusivamente na forma de calor latente. Considere que o calor latente específico de fusão do gelo é 334 J/g. Com base nas informações do texto, qual é a quantidade de energia necessária para derreter completamente a amostra de gelo?
- A) 334 J
- B) 33.400 J
- C) 66.800 J
- D) 3.340 J
- E) 16.700 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A massa da amostra de gelo é m = 100 g e o calor latente específico de fusão do gelo é L = 334 J/g. O gelo está a 0 °C e deve derreter sem variar a temperatura, portanto a energia é apenas latente.
- Aplique a fórmula do calor latente: Q = m x L.
- Substitua os valores: Q = 100 g x 334 J/g = 33.400 J.
- Confira a unidade: a grama do denominador cancela a grama da massa, restando joules, que é a unidade correta de energia.
- Compare com as alternativas. A alternativa B (33.400 J) coincide com o resultado obtido e corresponde ao gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (334 J) corresponde a apenas 1 g de gelo, esquecendo a massa de 100 g. C (66.800 J) corresponde ao dobro do valor correto, como se a massa fosse 200 g. D (3.340 J) corresponde a 10 g, erro na posição da vírgula ou do zero. E (16.700 J) é a metade do valor correto, como se a massa fosse 50 g.
💡 Dica: Calcule a energia multiplicando a massa pelo calor específico de fusão.
Alternativa por alternativa
O aluno ignorou a massa da amostra e usou apenas o calor latente, como se a energia fosse 334 J por qualquer quantidade de gelo, ou seja, tratou o valor por grama como o total.
Na fusão, a energia necessária é calculada por Q = m · L, em que m é a massa e L é o calor latente específico de fusão. Assim, Q = 100 g · 334 J/g = 33.400 J.
O aluno multiplicou o calor latente por 200 em vez de 100, possivelmente somando duas vezes a massa ou confundindo o calor de fusão com o dobro dele, como se fossem necessárias duas etapas de mudança de estado.
O aluno calculou 334 x 10 em vez de 334 x 100, errando a quantidade de zeros ao multiplicar pela massa e obtendo uma energia dez vezes menor.
O aluno dividiu a massa ou o resultado por 2, possivelmente confundindo o calor latente com metade da energia ou usando uma massa de 50 g, o que não está previsto no enunciado.
Raio-X da questão
calor de fusão
avaliacao
calor específico · mudanças de estado
Revisar o conceito de calor específico e fusão de substâncias.
O aluno pode confundir a quantidade de energia necessária, utilizando a massa do gelo em vez do calor específico para calcular a energia total.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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