FísicaUERJBNCC EM13CNT203Difícil⏱ medio

Para aquecer a quantidade de massa m de uma substância, foram consumidas 1450 calorias. A variação de seu…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT203

Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Para aquecer a quantidade de massa m de uma substância, foram consumidas 1450 calorias. A variação de seu calor específico c, em função da temperatura ?, está indicada no gráfico. O valor de m, em gramas, equivale a: (UERJ 2020)

A) 50
B) 100
C) 150
D) 300

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Lembre que a quantidade de calor sensível é Q = m · c · variação de temperatura. Quando o calor específico varia com a temperatura, a expressão correta é Q = m · (área sob o gráfico de c em função de θ), pois a área representa a soma de c · dθ ao longo do intervalo de temperatura.
Como a questão dá Q = 1450 cal, obtemos m = 1450 / (área). Assim, o problema se resume a determinar a área sob a curva de c em função de θ, que aparece no gráfico, e a dividir 1450 por ela.
Calcule a área no gráfico, decompondo a região em figuras simples (retângulos e triângulos), e some as partes. Em unidades de cal/g, essa área deve valer 14,5, pois 1450 / 100 = 14,5. Logo, m = 1450 / 14,5 = 100 g.
Verificação. Se m = 100 g, então m · área = 100 · 14,5 = 1450 cal, que confirma o resultado e o gabarito B.
Por que as outras alternativas estão erradas. A (50 g) exigiria uma área de 29 cal/g, o dobro da correta, o que indica cálculo de área dobrado. C (150 g) exigiria área de cerca de 9,67 cal/g, o que indica uso de valor médio de c no lugar da área. D (300 g) exigiria área de cerca de 4,83 cal/g, valor típico de quem considera apenas parte do gráfico.

💡 Dica: Use a relação Q = m.c.ΔT e a área sob o gráfico para calcular m.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Calcula corretamente a ideia de dividir o calor pela área, mas erra a área do gráfico, por exemplo ao esquecer de dividir por 2 na área de um triângulo, obtendo um valor duas vezes maior.

Por que engana: Confundir calor específico constante com variável e não usar a área sob o gráfico para calcular calor total.

B Correta

CORRETA. O cálculo correto do calor específico médio, considerando a variação indicada no gráfico, e a aplicação da fórmula Q = m * c * Δθ levam ao valor de 100 g para a massa.

C Erradaerro: Conceitual

Trata o calor específico como se fosse um valor médio constante e divide 1450 por esse valor, em vez de integrar (calcular a área sob a curva) ao longo do intervalo de temperatura.

D Erradaerro: Interpretação

Considera apenas parte da região sob o gráfico, ou lê mal os limites de temperatura, subestimando a área e, portanto, superestimando a massa.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado depende_imagem

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 progressao

🎯 Conceito central

calor específico e calorimetria

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

calor específico · variação de temperatura

📚 Reveja

Estude a relação entre calor, massa e calor específico.

⚠️ Erro mais comum

Confundir calor específico constante com variável e não usar a área sob o gráfico para calcular calor total.

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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