Ao observar um gráfico de variação da temperatura de um planeta, é notado que a temperatura média é de -20°C…
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
Ao observar um gráfico de variação da temperatura de um planeta, é notado que a temperatura média é de -20°C. Qual a energia térmica necessária para aquecer 1 kg de água a 0°C?
- A) 334 kJ
- B) 210 kJ
- C) 418 kJ
- D) 100 kJ
- E) 50 kJ
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o conceito cobrado. Aquecer uma substância sem mudar de estado físico envolve calor sensível, dado por Q = m x c x ΔT, em que m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura. A informação de que a temperatura média do planeta é -20°C é apenas contexto e não entra no cálculo. Passo 2: Interprete o enunciado. A forma mais coerente de ler a pergunta é considerar a água sendo aquecida desde 0°C até 100°C, que é a faixa usada no ensino para a água líquida. Assim, ΔT = 100 - 0 = 100°C. Passo 3: Use o calor específico da água, c = 4,18 kJ/(kg x °C), valor clássico do ensino médio. Passo 4: Calcule Q = 1 kg x 4,18 kJ/(kg x °C) x 100°C = 418 kJ. Esse é o resultado da alternativa C, que é a correta. Passo 5: Analise as erradas. A) 334 kJ é o calor latente de fusão do gelo, que é energia para mudar de estado e não para aquecer a água. B) 210 kJ resulta de usar 4,18 kJ/(kg x °C) com ΔT de 50°C, ou seja, a variação de temperatura foi tomada errada. D) 100 kJ aparece ao usar ΔT de 100°C sem o calor específico correto, o que mostra falta de domínio da fórmula. E) 50 kJ surge de um ΔT de 50°C combinado com um calor específico de 1 kJ/(kg x °C), o que ignora o valor real da água.
💡 Dica: Calcule a energia térmica usando a fórmula Q = m * c * ΔT.
Alternativa por alternativa
Confunde o aquecimento da água com a mudança de estado, usando o calor latente de fusão do gelo (334 kJ/kg) em vez do calor sensível.
Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de calor necessária para aquecer a água com a energia necessária para mudar seu estado físico, aplicando a fórmula errada.
Aplica corretamente o calor específico, mas usa uma variação de temperatura de 50°C em vez de 100°C, por leitura incorreta da faixa de aquecimento.
Correto: Q = 1 kg * 4.18 kJ/kg·°C * 20°C = 83.6 kJ.
Usa a variação de temperatura de 100°C, mas considera que o calor específico da água vale 1 kJ/(kg x °C), esquecendo o valor de 4,18.
Toma a variação de temperatura como 50°C e assume calor específico de 1 kJ/(kg x °C), combinando dois erros de dado e de procedimento.
Raio-X da questão
energia térmica
avaliacao
calor específico da água · mudanças de estado físico
Revisar a fórmula da energia térmica e suas aplicações.
O aluno pode confundir a quantidade de calor necessária para aquecer a água com a energia necessária para mudar seu estado físico, aplicando a fórmula errada.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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