Em um volume de solo cuja massa é m = 4,0×10^4 kg ocorre decomposição que libera Q = 1,2×10^7 J de energia…
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
Em um volume de solo cuja massa é m = 4,0×10^4 kg ocorre decomposição que libera Q = 1,2×10^7 J de energia térmica. O calor específico do solo pode ser aproximado por c = 800 J/(kg·K). Calcule a elevação de temperatura média ?T no solo usando Q = m·c·?T. Resultado em K.
- A) ?T = 0,375 K
- B) ?T = 2,0 K. Valor exagerado, ignora a relação proporcional com a massa e calor específico.
- C) ?T = 1,0 K. Muito acima do que é razoável, sobreestima a temperatura final.
- D) ?T = 0,5 K. Valor muito superior ao esperado, superestima a variação.
- E) ?T = 0,1 K. Valor aceleradamente pequeno, ignora impacto significativo.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado: m = 4,0×10^4 kg, Q = 1,2×10^7 J e c = 800 J/(kg·K). Passo 2: Use a relação Q = m·c·ΔT, isolando ΔT: ΔT = Q/(m·c). Passo 3: Calcule o produto do denominador: m·c = 4,0×10^4 × 800 = 3,2×10^7 J/K. Passo 4: Divida a energia pelo produto: ΔT = 1,2×10^7 / 3,2×10^7 = 0,375 K. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é A, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B (2,0 K) exigiria um denominador de 6×10^6, incompatível com m·c; C (1,0 K) exigiria denominador igual a Q, o que não corresponde à relação; D (0,5 K) exigiria denominador de 2,4×10^7, também incompatível com o produto correto; E (0,1 K) exigiria denominador de 1,2×10^8, valor muito maior que m·c.
💡 Dica: Use a fórmula Q = m·c·ΔT para encontrar ΔT.
Alternativa por alternativa
?T = Q/(m·c) = 1,2×10^7 J / (4,0×10^4 kg · 800 J/(kg·K)) = 1,2×10^7 / 3,2×10^7 = 0,375 K.
O aluno provavelmente errou o produto m·c, obtendo um valor muito menor que 3,2×10^7, e por isso dividiu Q por um denominador pequeno demais.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a energia térmica liberada e a massa do solo, resultando em uma temperatura média incorreta.
O aluno provavelmente fez uma divisão com denominador igual ao valor de Q, como se a energia dividisse a si mesma, ignorando que o denominador é o produto m·c.
O aluno provavelmente calculou m·c com erro de multiplicação ou de potência de 10, obtendo cerca de 2,4×10^7, e a divisão resultou em 0,5 K.
O aluno provavelmente acredita que, por se tratar de um volume grande de solo, a variação de temperatura deve ser quase nula, sem perceber que ΔT é inversamente proporcional a m·c.
Raio-X da questão
calor específico
avaliacao
calor específico · equação de calor
Revisar a fórmula do calor específico e suas aplicações.
O aluno pode confundir a relação entre a energia térmica liberada e a massa do solo, resultando em uma temperatura média incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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