Em um laboratório de Biologia, uma amostra de água é aquecida para realizar um tratamento térmico que reduz 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
Em um laboratório de Biologia, uma amostra de água é aquecida para realizar um tratamento térmico que reduz a presença de microrganismos contaminantes antes de um experimento com sementes. A amostra tem volume de 3 L e densidade de 1 kg/L. Sua temperatura inicial é de 25 °C, e o tratamento eleva essa temperatura para 75 °C. Considere que o calor específico da água é 4,18 J/g·°C e que não há perda de calor para o ambiente. Com base nos dados do procedimento, qual é a quantidade de calor absorvida pela água durante o aquecimento?
- A) 418000 J
- B) 1254000 J
- C) 627000 J
- D) 6270 J
- E) 313500 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Calcular a massa da água. Volume de 3 L e densidade de 1 kg/L dão massa de 3 kg, ou seja, 3000 g, pois o calor específico está dado em J/g.°C.
- Calcular a variação de temperatura. ΔT = 75 °C − 25 °C = 50 °C.
- Aplicar a fórmula do calor sensível, Q = m × c × ΔT. Q = 3000 × 4,18 × 50 = 627000 J.
- Comparar com o gabarito. O resultado 627000 J corresponde à alternativa C, que é o gabarito oficial, então não há divergência.
- Diagnosticar as alternativas erradas. A alternativa A (418000 J) resulta de usar massa de 1000 g e ΔT de 100 °C, uma combinação que não corresponde aos dados. A alternativa B (1254000 J) resulta de 3000 × 4,18 × 100, o que indica soma das temperaturas em vez de subtração. A alternativa D (6270 J) resulta de usar 30 g como massa, erro de conversão de unidades de 100 vezes. A alternativa E (313500 J) resulta de 3000 × 4,18 × 25, ou seja, usar a temperatura inicial como variação de temperatura.
💡 Dica: Use a fórmula Q = m * c * ΔT para calcular o calor.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente usou 1 kg (a densidade) como massa em vez de 3 kg e tomou ΔT como 100 °C, sem relação com os dados do enunciado.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do calor específico, utilizando a massa errada ou não convertendo as unidades corretamente.
O aluno somou 25 °C e 75 °C para obter 100 °C e usou esse valor como variação de temperatura, em vez de subtrair a temperatura inicial da final.
A massa da água é obtida por m = d · V = 1 kg/L · 3 L = 3 kg = 3000 g. A variação de temperatura é ΔT = 75 − 25 = 50 °C. Aplicando Q = m · c · ΔT, obtém-se Q = 3000 · 4,18 · 50 = 627000 J.
O aluno errou a conversão de unidades da massa, tomando 3 L como 30 g ou deslocando a vírgula, o que reduz o resultado 100 vezes.
O aluno usou a temperatura inicial de 25 °C como variação de temperatura, em vez de calcular a diferença entre 75 °C e 25 °C.
Raio-X da questão
calor específico
avaliacao
calor específico · cálculo de calor
Revisar a fórmula do calor específico e suas aplicações.
O aluno pode confundir a fórmula do calor específico, utilizando a massa errada ou não convertendo as unidades corretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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