Atividades sobre Transformações e Conservações em Sistemas com gabarito — 1ª série, 2ª série, 3ª série, ENEM, FUVEST, UEL, UERJ, UFPR, UNESP (EM13CNT101)

Quando recebo a EM13CNT101 no planejamento, sei que não basta separar uma lista de fórmulas de Física, uma reação de Química e uma cadeia alimentar de Biologia. O desafio é transformar um código longo da BNCC em situações que façam sentido para a turma — e que permitam enxergar matéria, energia e movimento como partes de sistemas reais.

Na prática, eu começo pensando no que os estudantes já observam: conta de luz, descarte de resíduos, alimentação, transporte, uma usina, o celular carregando. A partir daí, organizo aulas e avaliações que peçam previsão, cálculo, interpretação e justificativa. Para ampliar o repertório, vale consultar a consulta completa do código EM13CNT101.

O que a habilidade EM13CNT101 pede, de verdade?

Em linguagem de professor, essa habilidade pede que o estudante reconheça um sistema, identifique o que entra, o que sai e o que se transforma nele, sem tratar energia, matéria e movimento como conteúdos isolados. Ele precisa representar essas relações por esquemas, tabelas, gráficos, equações ou simulações, fazer previsões e justificar conclusões. Isso vale para calcular a energia transferida numa cadeia alimentar, explicar uma fissão nuclear, analisar o gasto energético de um equipamento ou discutir por que reduzir desperdícios importa. Também há um ponto decisivo: a análise precisa alcançar situações cotidianas e processos produtivos com olhar para sustentabilidade, uso consciente dos recursos naturais e preservação da vida. Portanto, não avalio apenas se a turma chegou ao número correto; avalio se compreendeu a conservação e as transformações envolvidas, interpretou unidades, considerou limites do modelo e conectou o resultado a uma decisão ou consequência concreta.

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.

O objeto de conhecimento é Transformações e Conservações em Sistemas, dentro de Ciências da Natureza, articulando Biologia, Física e Química. A habilidade pode aparecer na 1ª, 2ª e 3ª séries e dialoga bem com vestibulares e ENEM.

Como trabalhar EM13CNT101 em sala?

1. Mapa de energia da escola: proponho que os grupos escolham um sistema simples, como ventilador, bebedouro, merenda ou iluminação. Eles desenham entradas, transformações, saídas e perdas de energia, depois sugerem uma medida viável de economia.
2. Cadeia alimentar com orçamento energético: usando cartões de produtores, herbívoros e carnívoros, a turma aplica a transferência aproximada de 10% entre níveis tróficos. Depois discutimos por que cadeias longas têm menor disponibilidade de energia no topo.
3. Balanço de matéria no cotidiano: em uma reação segura demonstrativa ou em imagens de combustão, ferrugem e decomposição, peço que diferenciem transformação de matéria de desaparecimento de matéria. A pergunta-guia é: “o que mudou e o que se conservou?”
4. Estações de previsão: monto pequenos casos em folhas: uma carga elétrica entre dois potenciais, um painel solar, uma fissão nuclear e um veículo em movimento. Cada grupo registra dados, representação, cálculo e previsão do comportamento do sistema.
5. Debate com evidências: apresento uma notícia sobre matriz energética ou resíduos industriais. A turma precisa localizar transformações, benefícios, riscos e critérios de sustentabilidade, sem cair na resposta pronta de que toda tecnologia é boa ou ruim.

Como avaliar essa habilidade?

Uma boa questão de EM13CNT101 apresenta um sistema e dados suficientes para que o estudante analise uma transformação ou conservação. Ela pode cobrar cálculo, mas precisa ir além da substituição automática: interpretar grandezas, unidades, sinais, proporções e consequências. Em itens discursivos, eu peço um esquema do sistema e uma justificativa curta; assim, consigo enxergar o raciocínio mesmo quando há erro numérico.

Um erro comum é avaliar somente memorização de fórmulas ou nomes de processos. Outro é usar um contexto ambiental decorativo, sem pedir que o estudante relacione a conservação de matéria ou energia a uma decisão sustentável. Também tomo cuidado com enunciados que misturam muitas contas e escondem o conceito central. Para montar versões diferentes de uma mesma avaliação, uso o gerador de provas do GeraProva, que reúne 3440 questões alinhadas a esse código no acervo.

Questões prontas de EM13CNT101 (com gabarito comentado)

1. Energia em uma cadeia alimentar

Considerando a cadeia alimentar, se um herbívoro consome 2000 kcal e transferir apenas 10% para o nível seguinte, qual a energia disponível para o carnívoro?

• ❌ A) 20 kcal — é muito baixo em relação ao total e não corresponde a 10% de 2000 kcal.
• ✅ B) 200 kcal — 10% de 2000 kcal é 200 kcal.
• ❌ C) 500 kcal — representa 25% do total, não 10%.
• ❌ D) 1000 kcal — representa 50% do total, não 10%.
• ❌ E) 800 kcal — não corresponde a 10% de 2000 kcal.

2. Conversão da energia de uma fissão nuclear

Em uma atividade de divulgação científica sobre a produção de energia em usinas nucleares, os estudantes analisam uma única fissão de um núcleo de urânio-235. Nesse processo, a energia liberada é de 200 MeV. Para fazer a conversão para o Sistema Internacional, considera-se que 1 MeV = 1,6 × 10⁻¹³ J. Com base nas informações do texto, qual é a energia liberada nessa fissão, expressa em joules?

• ❌ A) 2,0 × 10⁻¹¹ J — considera apenas uma ordem de grandeza e ignora o fator 1,6.
• ❌ B) 3,2 × 10⁻¹³ J — não considera corretamente o fator 100 presente em 200 MeV.
• ❌ C) 3,2 × 10⁻¹⁰ J — desloca incorretamente a vírgula na notação científica.
• ✅ D) 3,2 × 10⁻¹¹ J — 200 × 1,6 × 10⁻¹³ = 320 × 10⁻¹³ = 3,2 × 10⁻¹¹ J.
• ❌ E) 3,2 × 10⁻¹⁴ J — equivale a usar 20 MeV no lugar de 200 MeV.

3. Variação da energia potencial elétrica

Em uma simulação de controle de partículas em um equipamento de pesquisa, uma partícula de carga elétrica q = -2,0 µC desloca-se, sob a ação exclusiva da força elétrica, de um ponto A, cujo potencial elétrico é -100 V, para um ponto B, cujo potencial elétrico é -50 V. A variação da energia potencial elétrica pode ser calculada por ΔU = q·ΔV, em que ΔV = V_B - V_A. Com base nos dados da simulação, qual é a variação da energia potencial elétrica da partícula?

• ✅ A) Diminui 1,0 × 10⁻⁴ J. — ΔV = 50 V e ΔU = (-2,0 × 10⁻⁶)·50 = -1,0 × 10⁻⁴ J; o sinal indica diminuição.
• ❌ B) Permanece constante em 1,0 × 10⁻⁴ J. — a mudança de potencial altera a energia potencial da carga.
• ❌ C) Aumenta 2,0 × 10⁻⁴ J. — usa incorretamente o módulo da carga e o sentido da variação.
• ❌ D) Aumenta 1,0 × 10⁻⁴ J. — desconsidera o sinal negativo da carga.
• ❌ E) Diminui 2,0 × 10⁻⁴ J. — não realiza corretamente a multiplicação por 50 V.

4. Efeito fotoelétrico

Em uma atividade de laboratório escolar sobre o efeito fotoelétrico, uma placa metálica é iluminada por radiação de frequência 1,0 × 10¹⁵ Hz. A função trabalho é 2,5 eV e a constante de Planck vale 4,0 × 10^-15 eV·s. Qual é a energia cinética máxima dos elétrons emitidos?

• ❌ A) 4,0 eV — é a energia do fóton, mas falta subtrair a função trabalho.
• ❌ B) 2,5 eV — corresponde à função trabalho, não à energia cinética.
• ✅ C) 1,5 eV — hf = 4,0 eV; então E_cin,máx = 4,0 - 2,5 = 1,5 eV.
• ❌ D) 0,5 eV — resulta de uma subtração indevida da função trabalho.
• ❌ E) 6,5 eV — soma valores que, no modelo, devem ser subtraídos.

5. Nêutrons liberados na fissão

Quando um reator nuclear opera, a reação de fissão libera nêutrons que podem induzir novas fissões. Se um núcleo de U-235 libera 2 nêutrons por fissão e 10 núcleos são fissionados, quantos nêutrons são liberados?

• ❌ A) 10 nêutrons — considera apenas uma fissão.
• ✅ B) 20 nêutrons — são 10 núcleos × 2 nêutrons por fissão.
• ❌ C) 25 nêutrons — não corresponde ao produto indicado.
• ❌ D) 30 nêutrons — supera o total obtido pela multiplicação.
• ❌ E) 15 nêutrons — não corresponde ao total liberado.

6. Energia liberada por um núcleo de urânio-235

Um reator nuclear utiliza fissão de urânio-235. Se um núcleo de urânio-235 absorve um nêutron, ele se divide em dois núcleos de bário-144 e criptônio-89, liberando energia. Calcule a energia liberada se a fissão de um núcleo libera 200 MeV.

• ❌ A) 100 MeV — reduz pela metade o valor informado.
• ✅ B) 200 MeV — cada fissão de um núcleo libera 200 MeV.
• ❌ C) 400 MeV — duplica sem haver duas fissões no enunciado.
• ❌ D) 50 MeV — é muito inferior ao valor informado.
• ❌ E) 300 MeV — está acima da energia indicada para uma fissão.

Próximos passos

Eu usaria essas questões como diagnóstico, treino guiado ou parte de uma prova interdisciplinar. Depois, separaria os erros por tipo: porcentagem, notação científica, sinais, leitura de unidades ou compreensão do sistema. Esse retorno orienta a retomada e evita que a correção vire apenas uma lista de respostas.

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