Em uma investigação sobre a energia liberada na respiração celular, um grupo de estudantes colocou 50 g de…
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 investigação sobre a energia liberada na respiração celular, um grupo de estudantes colocou 50 g de água em um calorímetro contendo sementes em germinação. Após determinado intervalo, a temperatura da água aumentou de 20 °C para 60 °C. Considerando que não houve troca de calor com o ambiente e que o calor específico da água é 4,2 J/(g·°C), os estudantes estimaram a quantidade de energia térmica transferida para a água pelas sementes. Com base nos dados do experimento, qual foi a quantidade de calor absorvida pela água?
- A) 8400 J
- B) 168 J
- C) 4200 J
- D) 2000 J
- E) 12600 J
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A massa de água é m = 50 g, o calor específico é c = 4,2 J/(g·°C), a temperatura inicial é 20 °C e a final é 60 °C.
- Calcule a variação de temperatura: ΔT = 60 - 20 = 40 °C.
- Aplique a fórmula do calor sensível, Q = m·c·ΔT. Temos Q = 50 × 4,2 × 40 = 210 × 40 = 8400 J.
- Compare com o gabarito oficial. O resultado 8400 J corresponde à alternativa A, portanto o gabarito está correto.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa B (168 J) ignora a massa de água; a alternativa C (4200 J) usa 20 °C como variação de temperatura; a alternativa D (2000 J) multiplica a massa pela variação de temperatura e esquece o calor específico; a alternativa E (12600 J) usa a temperatura final de 60 °C como se fosse a variação de temperatura.
💡 Dica: Utilize a fórmula Q = mcΔT para calcular a quantidade de calor.
Alternativa por alternativa
A quantidade de calor absorvida é calculada por Q = m · c · ΔT. A massa da água é 50 g, seu calor específico é 4,2 J/(g·°C) e a variação de temperatura é ΔT = 60 − 20 = 40 °C. Portanto, Q = 50 · 4,2 · 40 = 8400 J. Essa energia térmica foi transferida para a água durante a atividade metabólica das sementes em germinação.
O aluno multiplicou apenas o calor específico pela variação de temperatura (4,2 × 40 = 168) e esqueceu de incluir a massa de 50 g na fórmula Q = m·c·ΔT.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula de cálculo da quantidade de calor, utilizando valores incorretos para a massa ou o calor específico.
O aluno usou a temperatura inicial de 20 °C como se fosse a variação de temperatura, obtendo 50 × 4,2 × 20 = 4200 J, em vez de calcular a diferença entre as temperaturas final e inicial.
O aluno calculou 50 × 40 = 2000, ignorando o calor específico da água, como se a energia fosse apenas a massa vezes a variação de temperatura. Não percebeu que o calor específico é a grandeza que converte graus em joules.
O aluno usou a temperatura final de 60 °C como variação de temperatura, calculando 50 × 4,2 × 60 = 12600 J, sem subtrair a temperatura inicial de 20 °C.
Raio-X da questão
quantidade de calor
avaliacao
calor específico · mudança de temperatura
Revisar a fórmula da quantidade de calor e suas aplicações.
O aluno pode confundir a fórmula de cálculo da quantidade de calor, utilizando valores incorretos para a massa ou o calor específico.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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