Em uma escola pública de Brasília, um sistema de aquecimento solar será usado para aquecer a água de 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 escola pública de Brasília, um sistema de aquecimento solar será usado para aquecer a água de um reservatório. O reservatório contém 200 L de água, inicialmente a 20 °C, e a água deve atingir 60 °C. Considere que 1 L de água tem massa de 1 kg e que o calor específico da água é 4.186 J/(kg·°C). Despreze as perdas de calor para o ambiente. Com base nos dados do texto, utilizando a relação Q = m · c · ?T, qual é a quantidade de calor necessária para aquecer a água do reservatório?
- A) 33.488 J
- B) 29.302.000 J
- C) 33.488.000 J
- D) 50.232.000 J
- E) 3.348.800 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O volume é 200 L e, como 1 L de água tem massa de 1 kg, a massa é m = 200 kg. A temperatura inicial é 20 °C e a final é 60 °C, então a variação é ΔT = 60 - 20 = 40 °C. O calor específico é c = 4186 J/(kg·°C). Passo 2: Aplique a fórmula Q = m · c · ΔT. Substituindo: Q = 200 · 4186 · 40. Passo 3: Calcule. 4186 · 40 = 167440 e 200 · 167440 = 33488000 J. Passo 4: Compare com as alternativas. O resultado 33.488.000 J corresponde à alternativa C, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) usa uma massa de 0,2 kg, ou seja, erra a conversão de unidades; B) corresponde a uma variação de temperatura de 35 °C, que não é a diferença correta entre 60 e 20; D) usa a temperatura final de 60 °C como se fosse a variação de temperatura; E) usa uma massa de 20 kg, com erro de casa decimal na conversão de litros para quilogramas. Conclusão: a resposta correta é a alternativa C.
💡 Dica: Aplique a fórmula Q = m·c·?T para encontrar a resposta.
Alternativa por alternativa
Trocou 200 kg por 0,2 kg na conversão de litros para quilogramas, o que reduz o resultado por um fator de 100.
Calculou a variação de temperatura errada, usando ΔT de 35 °C em vez de 40 °C, por erro de subtração ou cálculo.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do calor específico e aplicar valores incorretos, resultando em um cálculo errôneo do calor necessário.
A massa da água é m = 200 kg, pois 1 L corresponde a 1 kg. A variação de temperatura é ΔT = 60 °C − 20 °C = 40 °C. Assim, Q = 200 · 4.186 · 40 = 33.488.000 J.
Usou a temperatura final de 60 °C diretamente como se fosse a variação de temperatura, sem subtrair a inicial.
Usou a massa de 20 kg em vez de 200 kg, cometendo erro de posição decimal na conversão de litros para quilogramas.
Raio-X da questão
calor necessário
avaliacao
calor específico · mudança de temperatura
Revisar a fórmula do calor e suas variáveis.
O aluno pode confundir a fórmula do calor específico e aplicar valores incorretos, resultando em um cálculo errôneo do calor necessário.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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