Em um experimento escolar, duas placas metálicas idênticas, com a mesma massa e inicialmente a 20 °C, foram…
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 experimento escolar, duas placas metálicas idênticas, com a mesma massa e inicialmente a 20 °C, foram expostas lado a lado à radiação solar durante o mesmo intervalo de tempo. As placas tinham a mesma área e estavam isoladas termicamente do suporte. Ao final, a placa A atingiu 50 °C, enquanto a placa B atingiu 30 °C. Como as placas eram do mesmo material, apresentavam o mesmo calor específico. Nessas condições, pode-se usar a relação Q = m · c · ?T para comparar as quantidades de calor absorvidas. Com base no texto, qual placa absorveu maior quantidade de calor durante o experimento?
- A) As duas placas absorveram a mesma quantidade de calor.
- B) Não é possível comparar as quantidades de calor absorvidas.
- C) Nenhuma das placas absorveu quantidade de calor.
- D) A placa A absorveu maior quantidade de calor.
- E) A placa B absorveu maior quantidade de calor.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. As placas têm a mesma massa (m), o mesmo calor específico (c) e começam ambas a 20 °C. A placa A termina a 50 °C e a placa B termina a 30 °C.
- Calcule a variação de temperatura de cada placa. Para a placa A, ΔT = 50 - 20 = 30 °C. Para a placa B, ΔT = 30 - 20 = 10 °C.
- Aplique Q = m · c · ΔT. Como m e c são iguais para as duas placas, a quantidade de calor é diretamente proporcional à variação de temperatura. Logo, Q_A é proporcional a 30 e Q_B é proporcional a 10, ou seja, Q_A é três vezes Q_B.
- Conclua. A placa A absorveu maior quantidade de calor. A alternativa D está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Analise as demais alternativas. A) está errada, pois as variações de temperatura são diferentes (30 °C e 10 °C), logo as quantidades de calor também são diferentes. B) está errada, pois, como m e c são iguais, a comparação é direta pela variação de temperatura. C) está errada, pois ambas as placas se aquecearam, o que só ocorre com absorção de calor. E) está errada, pois a placa B teve a menor variação de temperatura e, portanto, absorveu menos calor.
💡 Dica: Compare as temperaturas para determinar a absorção de calor.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter achado que, por as placas serem idênticas e estarem sob o mesmo sol durante o mesmo tempo, receberam a mesma quantidade de energia, ignorando que temperaturas finais diferentes implicam calores diferentes.
O aluno pode ter confundido a grandeza calor com a temperatura final, concluindo que, sem conhecer a fórmula completa ou o valor de c, não há como comparar; na verdade, m e c são iguais e a comparação via ΔT é direta.
O aluno pode ter interpretado que, por as placas terem sido apenas expostas ao sol, não houve troca de calor, ignorando que o aumento de temperatura de ambas mostra que ambas absorveram energia térmica.
Por que engana: Confundir temperatura com quantidade de calor absorvido, acreditando que temperaturas iguais indicam absorção igual.
As duas placas possuem a mesma massa e o mesmo calor específico, portanto a quantidade de calor absorvida é proporcional à variação de temperatura. A placa A apresentou ΔT = 50 − 20 = 30 °C, enquanto a placa B apresentou ΔT = 30 − 20 = 10 °C. Assim, Q_A = m · c · 30 e Q_B = m · c · 10, de modo que a placa A absorveu três vezes mais calor que a placa B.
O aluno pode ter lido a temperatura final como indicador de quantidade de calor, pensando que a placa de menor temperatura absorveu mais, ou ter invertido a comparação entre 30 °C e 50 °C sem subtrair a temperatura inicial de 20 °C.
Raio-X da questão
absorção de calor
avaliacao
absorção de calor · temperatura e calor
Revisar conceitos sobre calor e temperatura.
Confundir temperatura com quantidade de calor absorvido, acreditando que temperaturas iguais indicam absorção igual.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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