Em um experimento, um estudante aquece 200 g de água de 25 °C até 75 °C. Calcule a quantidade de calor…
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 um experimento, um estudante aquece 200 g de água de 25 °C até 75 °C. Calcule a quantidade de calor necessária e avalie como a eficiência do sistema pode ser aumentada, utilizando materiais com maior condutividade térmica.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Q = m·c·?T, onde Q é o calor (em J), m é a massa (em kg), c é a capacidade térmica da água (4.18 J/g·°C), e ?T é a variação de temperatura. Para 200 g de água: Q = 200 g × 4.18 J/g·°C × (75 °C - 25 °C). A eficiência pode ser aumentada usando materiais como cobre ou alumínio.
Explicação
A fórmula utilizada para calcular a quantidade de calor leva em consideração a massa da água, sua capacidade térmica e a variação de temperatura, resultando em um valor preciso para o calor necessário. A sugestão de usar materiais com maior condutividade térmica, como cobre ou alumínio, é válida, pois esses materiais transferem calor mais eficientemente, melhorando a eficiência do aquecimento. Assim, a combinação de cálculos precisos e a escolha de materiais adequados é fundamental para otimizar o processo.
Raio-X da questão
quantidade de calor
avaliacao
calor específico da água · transferência de calor
Revisar a fórmula da quantidade de calor e a eficiência térmica dos materiais.
O aluno pode confundir a quantidade de calor com a temperatura final, não considerando a massa e o calor específico da água na fórmula.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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