Em uma aula de Biologia, estudantes analisaram a variação da temperatura de uma amostra de água em um…
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, estudantes analisaram a variação da temperatura de uma amostra de água em um recipiente termicamente isolado. A massa e o calor específico da água permaneceram constantes, não ocorreu mudança de estado físico e o aquecedor foi a única fonte de energia térmica. No intervalo observado, o gráfico de temperatura em função do tempo apresentou uma reta crescente, com a mesma inclinação em todos os instantes. Com base nessas condições experimentais, qual interpretação explica corretamente o comportamento observado no gráfico?
- A) A amostra passou por uma mudança de estado físico gradual.
- B) A temperatura do sistema permaneceu constante durante o aquecimento.
- C) A temperatura aumentou por causa de uma alteração na massa da amostra.
- D) A taxa de fornecimento de energia térmica permaneceu constante.
- E) A taxa de retirada de energia térmica aumentou continuamente.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Como massa (m) e calor específico (c) são constantes e não há mudança de estado, a relação Q = m·c·ΔT indica que a variação de temperatura é proporcional à energia térmica recebida. Passo 2: Assim, a inclinação do gráfico de temperatura em função do tempo (ΔT/Δt) é igual a Q/(m·c·Δt), ou seja, é proporcional à taxa de fornecimento de energia (Q/Δt). Passo 3: Como o gráfico é uma reta crescente com inclinação constante em todos os instantes, a taxa ΔT/Δt é constante, o que significa que a taxa de fornecimento de energia pelo aquecedor também permanece constante. Passo 4: Logo, a alternativa D é a correta, e coincide com o gabarito oficial. Passo 5: A alternativa A está errada porque, se houvesse mudança de estado, a temperatura ficaria constante durante a transição, e não cresceria em reta. Passo 6: A alternativa B está errada porque a temperatura cresce no gráfico, ou seja, não permanece constante. Passo 7: A alternativa C está errada porque a massa foi dada como constante, e a variação de temperatura decorre da energia recebida, não de alteração da massa. Passo 8: A alternativa E está errada porque a energia está sendo fornecida pelo aquecedor e a amostra está ganhando calor, não perdendo; além disso, a taxa é constante, não crescente.
💡 Dica: Analise o que um aumento linear de temperatura implica sobre o sistema térmico.
Alternativa por alternativa
Confunde o aumento linear de temperatura com a fase de mudança de estado, imaginando que a água esteja se transformando gradualmente em outro estado físico. Ignora que a questão afirma que não houve mudança de estado.
Interpreta que, por a inclinação ser constante, a temperatura também ficaria constante, confundindo taxa constante de variação com temperatura constante. Não percebe que a reta crescente indica aumento contínuo.
Acredita que a temperatura sobe porque a massa da amostra mudou, possivelmente por associar aquecimento a acúmulo de material. Desconsidera que o enunciado afirma que a massa permaneceu constante.
Por que engana: Confundir o aumento linear de temperatura com um sistema em equilíbrio, acreditando que a temperatura constante indica estabilidade.
Como a massa e o calor específico da água são constantes e não houve mudança de estado físico, a relação Q = m·c·ΔT se aplica ao intervalo analisado. Uma reta crescente com inclinação constante indica que a temperatura aumenta à mesma taxa ao longo do tempo. Como o recipiente é isolado e o aquecedor é a única fonte de energia, essa variação uniforme da temperatura corresponde a uma taxa constante de fornecimento de energia térmica.
Entende que a amostra está perdendo energia térmica para o ambiente, invertendo o sentido do fluxo de calor. Além disso, supõe que essa perda aumenta, quando o gráfico indica taxa constante.
Raio-X da questão
aumento linear de temperatura
avaliacao
aumento linear de temperatura · gráficos de funções
Revisar os conceitos de sistemas térmicos e suas representações gráficas.
Confundir o aumento linear de temperatura com um sistema em equilíbrio, acreditando que a temperatura constante indica estabilidade.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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