Ao projetar um reservatório térmico sustentável, decide-se usar 2,00 kg de gelo a 0 °C. Energia absorvida na…
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 projetar um reservatório térmico sustentável, decide-se usar 2,00 kg de gelo a 0 °C. Energia absorvida na fusão mantém sistema em ~0 °C. Usando Q = m·L_f com L_f = 3,34×10^5 J/kg, calcule Q (J) disponível por fusão.
- A) 0 J (não há troca)
- B) 6,68×10^4 J
- C) 1,00×10^6 J
- D) 6,68×10^5 J
- E) 3,34×10^5 J
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A massa de gelo é m = 2,00 kg e o calor latente de fusão é L_f = 3,34×10^5 J/kg. Como o gelo está a 0 °C, toda a energia absorvida nesse processo é usada na fusão, sem variação de temperatura.
- Aplique a fórmula Q = m·L_f. Temos Q = 2,00 × 3,34×10^5 = 6,68×10^5 J.
- Confira a ordem de grandeza. Como 2 × 3,34 = 6,68 e 10^5 × 1 = 10^5, o resultado é 6,68×10^5 J, que corresponde à alternativa D. O gabarito oficial está correto e coincide com a resolução feita aqui.
- Por que as outras alternativas estão erradas. A alternativa A considera que não há troca de energia só porque a temperatura permanece constante, o que ignora o calor latente. A alternativa B erra a posição da vírgula ou a massa, como se fosse 0,200 kg. A alternativa C usa um valor de calor latente diferente do fornecido no enunciado. A alternativa E fornece apenas o valor de L_f, esquecendo de multiplicar pela massa.
💡 Dica: Calcule a energia usando a fórmula Q = m·L_f.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que, como a temperatura do sistema se mantém em 0 °C, não há troca de energia. Ele confunde ausência de variação de temperatura com ausência de calor.
O aluno provavelmente toma a massa como 0,200 kg ou erra a posição da vírgula, reduzindo o resultado em uma ordem de grandeza.
O aluno usa um valor de calor latente diferente do fornecido, como 5×10^5 J/kg, ou confunde com o calor de vaporização da água. Assim obtém 2 × 5×10^5 = 1,00×10^6 J.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula e calcular a energia de forma errada, utilizando valores incorretos para a massa ou o calor de fusão.
Cálculo direto: 2,00·3,34×10^5 = 6,68×10^5 J.
O aluno calcula apenas o valor de L_f e esquece de multiplicar pela massa de 2,00 kg, que é o procedimento exigido pela fórmula Q = m·L_f.
Raio-X da questão
calor de fusão
avaliacao
calor de fusão · massa e energia
Revisar a fórmula do calor de fusão e suas aplicações.
O aluno pode confundir a fórmula e calcular a energia de forma errada, utilizando valores incorretos para a massa ou o calor de fusão.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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