Em uma aula de Biologia sobre o aquecimento de materiais usados em estufas, dois blocos de materiais…
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 aula de Biologia sobre o aquecimento de materiais usados em estufas, dois blocos de materiais diferentes, cada um com massa de 100 g, recebem a mesma quantidade de energia térmica, 400 J, em condições controladas e sem perdas significativas de calor. O bloco X apresenta calor específico de 2 J/g·°C, enquanto o bloco Y apresenta calor específico de 4 J/g·°C. A variação de temperatura pode ser calculada pela relação Q = m · c · ?T, em que Q é a energia recebida, m é a massa, c é o calor específico e ?T é a variação de temperatura. Com base nos dados do experimento, qual bloco apresenta a maior variação de temperatura após receber os 400 J de energia térmica?
- A) Não é possível determinar qual bloco aquece mais.
- B) O bloco Y, cujo calor específico é 4 J/g·°C.
- C) Os dois blocos apresentam a mesma variação de temperatura.
- D) O bloco X, cujo calor específico é 2 J/g·°C.
- E) Nenhum dos dois blocos apresenta variação de temperatura.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Os dois blocos têm massa m = 100 g e recebem Q = 400 J. O bloco X tem calor específico c = 2 J/g·°C e o bloco Y tem c = 4 J/g·°C.
- Isole a variação de temperatura na relação Q = m · c · delta T, obtendo delta T = Q / (m · c).
- Calcule para o bloco X. O produto m · c é 100 · 2 = 200 J/°C, então delta T = 400 / 200 = 2 °C.
- Calcule para o bloco Y. O produto m · c é 100 · 4 = 400 J/°C, então delta T = 400 / 400 = 1 °C.
- Compare os resultados. O bloco X varia 2 °C e o bloco Y varia 1 °C, logo o bloco X apresenta a maior variação de temperatura. Isso concorda com o gabarito oficial, alternativa D.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa B está errada porque o bloco de maior calor específico é o que aquece menos, já que precisa de mais energia para elevar cada grau. A alternativa C está errada porque os calores específicos são diferentes, e com a mesma energia e a mesma massa a variação de temperatura também difere. A alternativa A está errada porque os dados do enunciado são suficientes para determinar o resultado. A alternativa E está errada porque os dois blocos recebem energia e, portanto, sofrem variação de temperatura não nula.
💡 Dica: Compare os calores específicos para determinar qual material aquece mais rápido.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que faltam dados para comparar, talvez por não perceber que a fórmula pode ser isolada para cada bloco. Não aplica a relação delta T = Q / (m · c) com os valores fornecidos.
O aluno associa calor específico maior a maior aquecimento, achando que um material que 'guarda' mais calor esquenta mais. Não percebe que o calor específico está no denominador da relação.
Por que engana: Confundir que maior calor especifico significa aquecimento mais rapido, quando na verdade aquece mais devagar.
O aluno considera que, como os dois blocos têm a mesma massa e recebem a mesma energia, a variação de temperatura deve ser igual. Ignora que os calores específicos diferentes alteram o resultado.
Como os blocos recebem a mesma energia e têm a mesma massa, a variação de temperatura é inversamente proporcional ao calor específico. Para o bloco X, ΔT = 400/(100 · 2) = 2 °C. Para o bloco Y, ΔT = 400/(100 · 4) = 1 °C. Portanto, o bloco X apresenta a maior variação de temperatura.
O aluno interpreta que, como a energia foi fornecida em condições controladas, não haveria aquecimento perceptível. Confunde ausência de perdas com ausência de variação de temperatura.
Raio-X da questão
calor específico
avaliacao
calor especifico conceito · relacao calor temperatura
Revisar o conceito de calor específico e sua relação com a temperatura.
Confundir que maior calor especifico significa aquecimento mais rapido, quando na verdade aquece mais devagar.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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