Em uma atividade de laboratório, uma turma aqueceu 500 mL de água em um recipiente aberto. Para essa faixa de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de laboratório, uma turma aqueceu 500 mL de água em um recipiente aberto. Para essa faixa de temperatura, o professor informou que a densidade da água pode ser considerada igual a 1,0 g/mL e que seu calor específico é 4,18 J/(g·°C). A temperatura da água aumentou de 20 °C para 80 °C. Desprezando as perdas de calor para o ambiente, considere que a energia fornecida ao sistema é calculada por Q = m·c·?T, em que Q é a quantidade de calor, m é a massa, c é o calor específico e ?T é a variação de temperatura. Com base nos dados do experimento, qual foi a quantidade de calor fornecida à água?
- A) 125 400 J
- B) 250 800 J
- C) 30 000 J
- D) 12 540 J
- E) 41 800 J
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O volume de água é 500 mL e a densidade é 1,0 g/mL, então a massa é m = 500 x 1,0 = 500 g. O calor específico é c = 4,18 J/(g·°C). A temperatura varia de 20 °C para 80 °C, logo a variação é ?T = 80 - 20 = 60 °C.
- Aplique a fórmula Q = m·c·?T, sem esquecer que ?T é a diferença entre a temperatura final e a inicial.
- Calcule Q = 500 x 4,18 x 60. Primeiro, 500 x 4,18 = 2090 e, depois, 2090 x 60 = 125 400 J.
- Conclusão. A quantidade de calor fornecida à água é 125 400 J, que corresponde à alternativa A, coincidindo com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa B (250 800 J) dobra o valor correto, como se a variação de temperatura fosse de 120 °C. A alternativa C (30 000 J) corresponde apenas a m x ?T, omitindo o calor específico. A alternativa D (12 540 J) apresenta erro de ordem de grandeza, pois é cerca de dez vezes menor que o resultado correto. A alternativa E (41 800 J) usa ?T = 20 °C, que é a temperatura inicial, e não a variação de temperatura.
💡 Dica: Calcule a variação de temperatura e aplique a fórmula de calor.
Alternativa por alternativa
A massa da água é m = 500 mL · 1,0 g/mL = 500 g. A variação de temperatura é ΔT = 80 °C − 20 °C = 60 °C. Assim, Q = m·c·ΔT = 500 · 4,18 · 60 = 125 400 J.
O aluno provavelmente errou a variação de temperatura, usando um ?T de 120 °C (por exemplo, somando valores ou dobrando o resultado), o que duplica o calor calculado.
O aluno calculou apenas m x ?T = 500 x 60 e esqueceu de multiplicar pelo calor específico da água, que é parte essencial da fórmula.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula de cálculo da quantidade de calor, utilizando a massa errada ou a variação de temperatura incorretamente.
O aluno cometeu um erro de potência de dez ao montar o cálculo, obtendo um valor cerca de dez vezes menor que o correto, provavelmente por deslocamento da vírgula ou contagem errada de zeros.
O aluno usou a temperatura inicial de 20 °C como se fosse a variação de temperatura, confundindo o valor de ?T com a temperatura inicial da água.
Raio-X da questão
quantidade de calor
avaliacao
capacidade térmica · calor específico
Revisar a fórmula de cálculo de calor e a capacidade térmica da água.
O aluno pode confundir a fórmula de cálculo da quantidade de calor, utilizando a massa errada ou a variação de temperatura incorretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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