Em uma atividade de Física, estudantes aqueceram um recipiente com água e registraram sua temperatura a cada…
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 atividade de Física, estudantes aqueceram um recipiente com água e registraram sua temperatura a cada 20 minutos. O sensor indicou 20 °C no instante inicial, 40 °C após 20 minutos, 60 °C após 40 minutos e 80 °C após 60 minutos. Nesse intervalo, a representação da temperatura em função do tempo é uma reta crescente. Com base nos dados do experimento, qual é a taxa média de variação da temperatura da água e o que essa taxa indica sobre o aquecimento no intervalo analisado?
- A) 1,67 °C/min, indicando aquecimento uniforme no intervalo analisado.
- B) 0,75 °C/min, indicando aquecimento uniforme no intervalo analisado.
- C) 0,33 °C/min, indicando aquecimento uniforme no intervalo analisado.
- D) 1,0 °C/min, indicando aquecimento uniforme no intervalo analisado.
- E) 1,33 °C/min, indicando aquecimento uniforme no intervalo analisado.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A temperatura inicial é 20 °C no instante 0 min e a final é 80 °C no instante 60 min.
- Calcule a variação de temperatura: 80 - 20 = 60 °C.
- Calcule a variação de tempo: 60 - 0 = 60 min.
- Calcule a taxa média de variação: 60 °C / 60 min = 1,0 °C/min.
- Verifique a linearidade com os dados intermediários. A cada 20 min a temperatura sobe 20 °C (20 para 40, 40 para 60, 60 para 80), ou seja, 1 °C/min em cada intervalo. Como a taxa é constante, o gráfico é uma reta crescente e o aquecimento é uniforme, isto é, a temperatura sobe de maneira constante ao longo do tempo.
- Conclusão. A alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada, pois 1,67 °C/min corresponderia a uma variação de 100 °C em 60 min, o que não condiz com os dados. A alternativa B está errada, pois 0,75 °C/min resulta de dividir a temperatura final pelo tempo, em vez da variação de temperatura. A alternativa C está errada, pois 0,33 °C/min resulta de considerar apenas 20 °C em 60 min. A alternativa E está errada, pois 1,33 °C/min resulta de usar 80 °C em vez da variação de 60 °C.
💡 Dica: Calcule a taxa de variação usando a fórmula da variação.
Alternativa por alternativa
Provavelmente somou ou calculou incorretamente a variação de temperatura, obtendo 100 °C em vez de 60 °C, e depois dividiu corretamente por 60 min.
Provavelmente dividiu a variação de temperatura pela temperatura final (60/80), em vez de dividir pelo intervalo de tempo.
Provavelmente considerou apenas a primeira variação de 20 °C e dividiu pelo tempo total de 60 min, ignorando o restante do aquecimento.
Por que engana: O aluno pode confundir a taxa de variação com a diferença total de temperatura, calculando 60°C ao invés de 1°C/min.
A taxa média de variação da temperatura é calculada por ΔT/Δt. Assim, ΔT = 80 °C − 20 °C = 60 °C e Δt = 60 min. Portanto, a taxa é 60 °C/60 min = 1,0 °C/min. Como os dados formam uma reta crescente, essa taxa constante indica aquecimento uniforme no intervalo analisado.
Provavelmente usou a temperatura final de 80 °C como variação, sem subtrair a temperatura inicial de 20 °C, e dividiu por 60 min.
Raio-X da questão
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Revisar como calcular a taxa de variação em gráficos.
O aluno pode confundir a taxa de variação com a diferença total de temperatura, calculando 60°C ao invés de 1°C/min.
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