Em uma atividade de Física, estudantes analisaram o uso de gelo seco para conservar amostras durante o…
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 uma atividade de Física, estudantes analisaram o uso de gelo seco para conservar amostras durante o transporte. O gelo seco é dióxido de carbono sólido e, à pressão atmosférica, passa diretamente do estado sólido para o gasoso, sem se transformar em líquido. Uma tabela técnica informa que o calor latente de sublimação do dióxido de carbono é 600 kJ/kg. Em um recipiente isolado, há 200 g de gelo seco inicialmente a 25 °C negativos, e todo o material sublima sem variação significativa de temperatura durante o processo. Com base nas informações do texto, qual é a quantidade de calor necessária para sublimar completamente o gelo seco presente no recipiente?
- A) 120 000 000 J
- B) 120 J
- C) 120 000 J
- D) 60 000 J
- E) 600 000 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. A massa de gelo seco é 200 g e o calor latente de sublimação do dióxido de carbono é 600 kJ/kg. A informação de que a temperatura não varia significativamente durante a sublimação indica que se deve usar apenas o calor latente, sem calor sensível.
- Converter a massa para quilogramas. 200 g = 0,2 kg, pois 1 kg equivale a 1000 g.
- Aplicar a fórmula do calor latente, Q = m × L. Temos Q = 0,2 kg × 600 kJ/kg = 120 kJ.
- Converter para joules. Como 1 kJ = 1000 J, temos 120 kJ = 120 000 J. Portanto, a alternativa correta é a C.
- Analisar as demais alternativas. A alternativa A está errada porque trata 200 g como 200 kg. A alternativa B está errada porque esquece de converter kJ para J. A alternativa D está errada porque o valor corresponde a metade do calor necessário. A alternativa E está errada porque ignora a massa e usa apenas o valor de 600 kJ/kg convertido em joules.
- Conferir o gabarito. O gabarito oficial é C, coincidindo com a resolução feita de forma independente.
💡 Dica: Calcule o calor usando a fórmula Q = m * cfusão.
Alternativa por alternativa
Trata 200 g como 200 kg ao multiplicar pelo calor latente, o que gera 120 000 kJ e, em joules, 120 000 000 J.
Faz a conta corretamente em 0,2 kg × 600 kJ/kg, mas registra o resultado como 120 J, esquecendo de converter kJ para J.
Por que engana: Confundir calor latente de fusao com calor latente de sublimacao ou usar massa em gramas sem converter para quilogramas.
A massa deve ser convertida para quilogramas: 200 g = 0,200 kg. O calor necessário na mudança de estado é calculado por Q = m · L, em que L é o calor latente de sublimação. Como L = 600 kJ/kg = 600 000 J/kg, tem-se Q = 0,200 · 600 000 = 120 000 J.
Obtém a metade do valor correto, como se a massa fosse 100 g ou como se o calor fosse dividido por 2 sem justificativa física.
Ignora a massa do gelo seco e considera apenas o calor latente de 600 kJ/kg convertido para joules, como se a massa fosse 1 kg.
Raio-X da questão
sublimação do CO2
avaliacao
calculo de calor envolvido · sublimacao e calor latente
Revisar o conceito de sublimação e cálculos de calor.
Confundir calor latente de fusao com calor latente de sublimacao ou usar massa em gramas sem converter para quilogramas.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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