Um micro-ondas de potência P = 800 W aquece m = 0,200 kg de água durante t = 90 s. Admitindo capacidade…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um micro-ondas de potência P = 800 W aquece m = 0,200 kg de água durante t = 90 s. Admitindo capacidade térmica c = 4,2×10^3 J/(kg·K) e conversão total de energia, estime a elevação de temperatura ?T (use E = P·t e Q = m·c·?T).
- A) ?T ˜ 50 °C
- B) ?T ˜ 86 °C (?T ˜ 85,7 K)
- C) ?T ˜ 200 °C
- D) ?T ˜ 40 °C
- E) ?T ˜ 10 °C
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a energia fornecida pelo micro-ondas usando E = P·t. Com P = 800 W e t = 90 s, temos E = 800 × 90 = 72000 J.
- Iguale a energia à quantidade de calor absorvida pela água, Q = m·c·ΔT. Admitindo conversão total de energia, Q = E. Logo, m·c·ΔT = 72000 J.
- Calcule o produto m·c = 0,200 × 4,2×10^3 = 840 J/K.
- Isole ΔT: ΔT = 72000 / 840 ≈ 85,7 K. Como a variação de temperatura em kelvin é igual à variação em graus Celsius, ΔT ≈ 86 °C.
- Confira com as alternativas. A resposta correta é a B, ΔT ≈ 86 °C (≈ 85,7 K), que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (50 °C) e D (40 °C) são valores muito baixos para a energia fornecida; C (200 °C) é alto demais e indicaria erro na divisão; E (10 °C) corresponde a uma energia dez vezes menor que a fornecida.
- Observação: a questão supõe que toda a energia do forno vai para a água, o que na prática não ocorre, por isso o resultado é uma estimativa.
💡 Dica: Calcule a energia fornecida e use a fórmula para encontrar a variação de temperatura.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou o cálculo da divisão ou fez um arredondamento grosseiro de 72000 J dividido por 840 J/K, chegando a um valor abaixo do correto.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre energia, massa e calor, aplicando incorretamente a fórmula de calor e obtendo um resultado muito diferente.
Energia E = P·t = 800·90 = 72 000 J; ?T = E/(m·c) = 72 000/(0,200·4200) ˜ 85,7 K.
O aluno possivelmente dividiu a energia por um produto de massa e calor específico menor que o correto, obtendo uma elevação de temperatura excessiva.
O aluno provavelmente errou na multiplicação de m·c ou na divisão final, obtendo um denominador maior que 840 J/K e chegando a um ΔT subestimado.
O aluno provavelmente leu mal os dados, como o tempo ou a massa, ou perdeu uma ordem de grandeza ao usar a energia, resultando em um ΔT dez vezes menor.
Raio-X da questão
elevação de temperatura
avaliacao
energia térmica · equações de calor
Revisar as fórmulas de calor e energia térmica.
O aluno pode confundir a relação entre energia, massa e calor, aplicando incorretamente a fórmula de calor e obtendo um resultado muito diferente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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