(OBJETIVA) Um forno micro-ondas de potência P = 700 W aquece 250 g de água por t = 90 s. Considere rendimento…
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
(OBJETIVA) Um forno micro-ondas de potência P = 700 W aquece 250 g de água por t = 90 s. Considere rendimento de aquecimento ? = 0,60 e calor específico da água c = 4180 J·kg?1·K?1. Usando E = P·t e ?T = (?·E)/(m·c), calcule a elevação de temperatura ?T em °C.
- A) ?T ˜ 36,2 °C
- B) ?T = 0,362 °C
- C) ?T = 60,3 °C
- D) ?T = 3,62 °C
- E) ?T = 362 °C
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calcule a energia fornecida pelo micro-ondas: E = P·t = 700 W × 90 s = 63000 J. Passo 2: Aplique o rendimento, pois apenas 60% dessa energia (η = 0,60) é absorvida pela água: energia útil = 0,60 × 63000 = 37800 J. Passo 3: Converta a massa para quilogramas: 250 g = 0,25 kg. Passo 4: Calcule o denominador m·c = 0,25 × 4180 = 1045 J/K. Passo 5: Calcule a variação de temperatura: ΔT = 37800 / 1045 ≈ 36,2 °C. Conclusão: a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: a B (0,362 °C) corresponde a usar a massa como 25 kg, um erro de conversão de unidade; a C (60,3 °C) corresponde a ignorar o rendimento de 60%, usando 63000 J diretamente; a D (3,62 °C) corresponde a usar a massa como 2,5 kg, outro erro de conversão de gramas para quilogramas; a E (362 °C) corresponde a usar a massa como 0,025 kg, mais um erro de conversão.
💡 Dica: Calcule a energia total e aplique a fórmula para a variação de temperatura.
Alternativa por alternativa
E = P·t = 700·90 = 63 000 J; Q = ?E = 0,60·63 000 = 37 800 J; m = 0,250 kg; ?T = Q/(m·c) = 37 800/(0,250·4180) ˜ 36,2 K ˜ 36,2 °C.
O aluno converte 250 g para 25 kg, deslocando a vírgula de forma errada, e acaba dividindo a energia útil por uma massa dez vezes maior do que a real.
O aluno calcula corretamente a energia E = P·t = 63000 J, mas esquece de aplicar o rendimento de 0,60 e usa a energia total como se toda ela fosse absorvida pela água.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre energia e temperatura, aplicando incorretamente a fórmula de forma a obter um resultado muito baixo ou muito alto.
O aluno transforma 250 g em 2,5 kg, um erro de conversão de unidade de massa que divide a energia útil por um valor dez vezes maior.
O aluno transforma 250 g em 0,025 kg, um erro de conversão que divide a energia útil por um valor dez vezes menor e, portanto, multiplica o resultado por dez.
Raio-X da questão
elevação de temperatura
avaliacao
calor específico da água · potência e tempo
Revisar as fórmulas de energia e calor específico.
O aluno pode confundir a relação entre energia e temperatura, aplicando incorretamente a fórmula de forma a obter um resultado muito baixo ou muito alto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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