Física5º anoFácil⏱ medio

Em uma atividade de laboratório, um vaso com água a 25 °C é colocado em uma sala mantida a 35 °C. O vaso…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Em uma atividade de laboratório, um vaso com água a 25 °C é colocado em uma sala mantida a 35 °C. O vaso permanece aberto e em contato com o ambiente, sem receber calor de outra fonte. Um sensor registra a temperatura da água durante o experimento, até que ela atinja o equilíbrio térmico com a sala. Com base nas condições descritas, qual comportamento da temperatura da água será observado durante o experimento?

A) A temperatura oscilará continuamente entre 25 °C e 35 °C.
B) A temperatura diminuirá até se aproximar de 25 °C.
C) A temperatura permanecerá em 25 °C durante todo o período.
D) A temperatura aumentará até se aproximar de 35 °C.
E) A temperatura ultrapassará 35 °C e permanecerá acima dela.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Identifique o fenômeno. Há uma diferença de temperatura entre a água (25 °C) e a sala (35 °C), e o vaso não recebe calor de outra fonte. Logo, a única troca térmica relevante é a que ocorre entre o ambiente e a água.
Determine o sentido do fluxo de calor. O calor sempre passa espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. Como a sala está a 35 °C e a água a 25 °C, o calor flui da sala para a água.
Analise a variação da temperatura da água. Ao receber calor, a água aumenta sua temperatura. Esse aumento ocorre de forma gradual, pois a diferença de temperatura entre a sala e a água diminui à medida que a água esquenta, e o fluxo de calor vai reduzindo.
Analise o limite do processo. A água nunca ultrapassa a temperatura da sala, porque, ao atingir 35 °C, não há mais diferença de temperatura e o fluxo de calor cessa. O sistema então atinge o equilíbrio térmico.
Conclusão. A temperatura da água sobe continuamente a partir de 25 °C e se aproxima de 35 °C, que é a alternativa D.
Por que as outras estão erradas: A) não há oscilação, pois não existe mecanismo cíclico de controle de temperatura; o processo é monotônico. B) a água não se resfria, pois a sala está mais quente que ela. C) a temperatura não permanece constante, porque há troca de calor entre a sala e a água. E) a água não ultrapassa a temperatura da sala, pois o equilíbrio térmico ocorre quando as temperaturas se igualam.

💡 Dica: Considere os princípios de transferência de calor.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Senso comum

O aluno imagina um sistema de controle, como um termostato, em que a temperatura oscila em torno de uma faixa, sem perceber que o processo tende a um equilíbrio estável.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno inverte o sentido do fluxo de calor, supondo que a água perde calor para a sala ou que a água tende à temperatura inicial dela, como se a água fosse resfriar-se.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno supõe que, por a água estar em contato com o ambiente, não há troca térmica significativa, ou confunde a temperatura inicial com a temperatura de equilíbrio.

D Correta

Como a água está inicialmente a 25 °C e o ambiente permanece a 35 °C, há transferência de energia térmica do ambiente para a água. Esse processo ocorre até que as temperaturas se igualem ou se aproximem do equilíbrio térmico. O enunciado não exige determinar a rapidez do aquecimento, eliminando a ambiguidade da questão original.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que a água acumula calor além da temperatura da sala, como se o aquecimento não tivesse limite, ignorando que o fluxo de calor cessa ao se igualarem as temperaturas.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Lembrar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 progressao

🎯 Conceito central

transferência de calor

📌 Objetivo

diagnostico

🧱 Pré-requisitos

transferência de calor · equilíbrio térmico

📚 Reveja

Revisar os conceitos de temperatura e transferência de calor.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a transferência de calor com a ideia de que a temperatura não muda, acreditando que a água permanecerá a 25°C.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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