Calcule a eficiência de um sistema térmico que transforma 300 J de calor em trabalho útil de 150 J. Qual é a…
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
Calcule a eficiência de um sistema térmico que transforma 300 J de calor em trabalho útil de 150 J. Qual é a eficiência em porcentagem?
- A) 25%
- B) 40%
- C) 50%
- D) 60%
- E) 75%
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. O calor recebido (energia fornecida ao sistema) é Q = 300 J e o trabalho útil obtido é W = 150 J. Passo 2: Lembre que a eficiência de uma máquina térmica é a razão entre o trabalho útil e o calor absorvido: eficiência = W / Q. Passo 3: Calcule 150 / 300 = 0,5. Passo 4: Converta para porcentagem multiplicando por 100: 0,5 x 100 = 50%. Passo 5: Compare com as alternativas. A resposta é 50%, alternativa C, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (25%) não corresponde a nenhuma divisão correta dos dados; B (40%) exigiria um trabalho útil de 120 J; D (60%) exigiria um trabalho útil de 180 J; E (75%) exigiria um trabalho útil de 225 J, valor maior que o calor recebido em proporção incoerente com o enunciado.
💡 Dica: Use a fórmula da eficiência: eficiência = (trabalho útil / calor fornecido) x 100.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente faz uma conta sem relação com a definição, como dividir uma parte do trabalho por 300, e não aplica a razão entre trabalho útil e calor absorvido.
O aluno pode calcular a eficiência com valores trocados ou com uma subtração e divisão indevidas, chegando a 40% sem usar corretamente o trabalho útil de 150 J.
Por que engana: Confundir a relação entre trabalho útil e calor total, calculando a eficiência de forma incorreta.
Cálculo correto: ? = (150 J / 300 J) · 100 = 50%.
O aluno pode usar um valor intermediário ou uma soma ou diferença dos dados no denominador, produzindo 60% em vez da razão direta de 150 para 300.
O aluno pode confundir eficiência com outra grandeza, como a fração de energia que se mantém ou uma proporção arbitrária dos dados, e não com a razão W/Q.
Raio-X da questão
eficiência de sistemas térmicos
avaliacao
cálculo de porcentagem · conservação de energia
Revisar a fórmula da eficiência em sistemas térmicos.
Confundir a relação entre trabalho útil e calor total, calculando a eficiência de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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