Em uma sala a 28 °C, um copo com água foi retirado de um refrigerador, onde estava a 8 °C. Um termômetro…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Diferenciar temperatura, calor e sensação térmica nas diferentes situações de equilíbrio termodinâmico cotidianas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma sala a 28 °C, um copo com água foi retirado de um refrigerador, onde estava a 8 °C. Um termômetro registrou 18 °C na água após 20 minutos e 27 °C após 60 minutos. Durante a observação, não houve formação de bolhas nem redução visível do volume da água. Com base nos dados, qual alternativa explica corretamente o que ocorreu com a água e por quê?
- A) A água aumentou gradualmente sua temperatura porque recebeu calor da sala até se aproximar do equilíbrio térmico.
- B) A água atingiu 28 °C imediatamente porque o calor se distribuiu sem qualquer intervalo de tempo.
- C) A água entrou em ebulição porque o calor da sala provocou uma mudança imediata de estado físico.
- D) A água manteve 8 °C porque o copo impediu completamente a troca de calor com a sala.
- E) A água diminuiu sua temperatura porque a sala retirou calor dela durante a observação.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Observe os dados. A sala está a 28 °C e a água saiu de um refrigerador a 8 °C. Depois de 20 minutos a água marcava 18 °C e, após 60 minutos, 27 °C. A temperatura da água subiu de forma gradual, sem saltos.
- Interprete a troca de calor. Como a sala está mais quente que a água, a água recebe calor do ambiente. Esse calor aumenta a energia térmica da água e, por isso, sua temperatura sobe ao longo do tempo.
- Entenda o equilíbrio térmico. A diferença de temperatura entre a água e a sala diminui à medida que o calor passa. A água se aproxima de 28 °C, que é a temperatura da sala, mas só chega a esse valor depois de um intervalo de tempo.
- Verifique os demais dados. Não houve formação de bolhas, o que descarta ebulição. Também não houve redução visível de volume, o que mostra que nada indica mudança de estado físico.
- Analise cada alternativa. A alternativa A descreve corretamente o aumento gradual da temperatura por recebimento de calor até o equilíbrio. A alternativa B está errada porque o equilíbrio térmico não ocorre instantaneamente, como mostram os 20 e 60 minutos. A alternativa C está errada porque não houve bolhas nem ebulição, e a temperatura de 27 °C está muito abaixo de 100 °C. A alternativa D está errada porque a água esquentou, o que mostra que houve troca de calor. A alternativa E está errada porque a temperatura da água aumentou e não diminuiu.
- Conclusão: a alternativa correta é a A, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Considere os princípios de troca de calor.
Alternativa por alternativa
A sala estava mais quente que a água, portanto houve transferência de energia térmica do ambiente para a água. Essa transferência elevou gradualmente a temperatura da água, que se aproximou da temperatura da sala, caracterizando o equilíbrio térmico. Os dados também mostram que não ocorreu mudança de estado físico.
O aluno acredita que o calor se distribui de forma instantânea, ignorando que a troca de calor exige tempo. Não percebe que os registros de 18 °C e 27 °C em tempos diferentes mostram um processo gradual.
O aluno associa calor a mudança imediata de estado físico e imagina que a água ferve ao ser aquecida pela sala. Ignora que a água estava a 27 °C, bem abaixo do ponto de ebulição, e que não houve formação de bolhas.
O aluno supõe que o copo isola totalmente a água do ambiente, o que faria a temperatura permanecer em 8 °C. Não considera que a elevação da temperatura registrada prova a troca de calor com a sala.
O aluno confunde o sentido do fluxo de calor, achando que a sala retira energia da água. Não percebe que a água aumentou de 8 °C para 27 °C, o que indica ganho de calor.
Raio-X da questão
troca de calor
diagnostico
troca de calor · estado físico da água
Revisar os conceitos de temperatura e calor.
Confundir a troca de calor com a permanência da temperatura, acreditando que a água não aquece ao ser exposta ao calor do ambiente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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