Em um laboratório, estudantes aqueceram blocos de mesma massa e volume, feitos de materiais diferentes. Para…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Identificar e classificar diferentes fontes (renováveis e não renováveis) e tipos de energia utilizados em residências, comunidades ou cidades.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um laboratório, estudantes aqueceram blocos de mesma massa e volume, feitos de materiais diferentes. Para aumentar a temperatura dos blocos na mesma medida, foi necessária uma quantidade diferente de energia térmica. Um estudante afirma que todos os materiais têm a mesma capacidade de armazenar energia térmica. Qual explicação refuta corretamente essa afirmação?
- A) Materiais diferentes armazenam a mesma energia térmica quando têm a mesma massa.
- B) A quantidade de energia térmica armazenada depende apenas do volume do material.
- C) Materiais que conduzem calor mais rapidamente sempre armazenam mais energia térmica.
- D) A capacidade de armazenar energia térmica depende apenas da temperatura inicial do material.
- E) Materiais diferentes podem ter diferentes capacidades de armazenar energia térmica, pois possuem diferentes calores específicos.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- O enunciado diz que blocos de mesma massa e mesmo volume, de materiais diferentes, precisam receber quantidades diferentes de energia térmica para sofrer a mesma variação de temperatura. Isso mostra que a energia necessária depende do material, e não apenas da massa ou do volume.
- Na Física escolar, a relação é Q = m.c.Delta T, em que Q é a energia térmica recebida, m é a massa, c é o calor específico do material e Delta T é a variação de temperatura. Como massa e variação de temperatura são iguais nos blocos, a diferença de Q vem exclusivamente do calor específico c.
- Portanto, a alternativa E está correta: materiais diferentes têm calores específicos diferentes e, por isso, diferentes capacidades de armazenar energia térmica. Ela refuta a afirmação do estudante, que supõe que todos os materiais armazenam a mesma quantidade de energia.
- A alternativa A está errada, pois, mesmo com a mesma massa, os materiais absorvem energias diferentes para a mesma variação de temperatura.
- A alternativa B está errada, pois o volume é igual nos blocos e não determina sozinho a energia armazenada; o fator relevante é o calor específico.
- A alternativa C está errada, pois a velocidade de condução de calor é outro conceito e não determina a quantidade de energia armazenada.
- A alternativa D está errada, pois a energia armazenada não depende apenas da temperatura inicial; a variação de temperatura é o que importa no cálculo, e o material é o fator decisivo.
- Conclusão: o gabarito oficial E está correto.
💡 Dica: Considere as propriedades dos materiais e suas capacidades energéticas.
Alternativa por alternativa
O aluno confunde a ideia de mesma massa com mesma energia armazenada, supondo que a massa sozinha determina a quantidade de energia térmica.
Por que engana: O aluno pode confundir a capacidade de armazenamento de energia com a quantidade de material, acreditando que todos os materiais funcionam da mesma forma.
O aluno acredita que o volume determina a energia térmica armazenada, ignorando que o material é que define o quanto de energia é necessária por grau.
O aluno mistura condutividade térmica (rapidez com que o calor se propaga) com capacidade de armazenar energia, achando que um bom condutor armazena mais energia.
O aluno interpreta que a temperatura inicial do material define sua capacidade térmica, quando na verdade o que importa é a variação de temperatura e a natureza do material.
O calor específico indica quanta energia térmica é necessária para aumentar em certa medida a temperatura de uma determinada massa de material. Assim, mesmo com massas e variações de temperatura iguais, materiais diferentes podem armazenar quantidades diferentes de energia térmica.
Raio-X da questão
capacidade de armazenar energia
diagnostico
tipos de energia · materiais condutores e isolantes
Revisar as propriedades físicas dos materiais e suas interações com energia.
O aluno pode confundir a capacidade de armazenamento de energia com a quantidade de material, acreditando que todos os materiais funcionam da mesma forma.
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pensamento_critico
cientifico
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