Em uma atividade de investigação sobre o aquecimento de superfícies urbanas, estudantes expuseram ao sol, pelo…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de investigação sobre o aquecimento de superfícies urbanas, estudantes expuseram ao sol, pelo mesmo tempo, amostras de metal, concreto e grama. As amostras tinham a mesma massa, receberam a mesma quantidade de radiação solar e estavam inicialmente a 20 °C. Ao final, foram obtidos os dados a seguir: metal: temperatura final de 70 °C e calor específico de 0,50 kJ/(kg·°C); concreto: temperatura final de 55 °C e calor específico de 0,88 kJ/(kg·°C); grama: temperatura final de 30 °C e calor específico de 4,0 kJ/(kg·°C). Considere que o calor absorvido por cada amostra pode ser estimado pela relação Q = m · c · ?T. Com base nos dados do experimento, qual superfície absorveu a maior quantidade de calor e por quê?
- A) Nenhuma, porque a temperatura final não permite calcular a quantidade de calor absorvido.
- B) Grama, porque apresentou o maior valor de m · c · ΔT.
- C) Todas, porque receberam a mesma quantidade de radiação solar durante o experimento.
- D) Metal, porque atingiu a maior temperatura ao final da exposição.
- E) Concreto, porque apresentou a maior combinação entre temperatura final e calor específico.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identificar o que a questão pede. Queremos a superfície com maior Q = m · c · ΔT, sendo ΔT = temperatura final - temperatura inicial. Como todas as amostras têm a mesma massa e partiram de 20 °C, a comparação depende de c · ΔT. Passo 2: Calcular ΔT de cada amostra. Metal: 70 - 20 = 50 °C. Concreto: 55 - 20 = 35 °C. Grama: 30 - 20 = 10 °C. Passo 3: Calcular o produto c · ΔT (em kJ/kg), já que a massa é igual para todas. Metal: 0,50 · 50 = 25. Concreto: 0,88 · 35 = 30,8. Grama: 4,0 · 10 = 40. Passo 4: Comparar. A grama apresenta o maior valor (40), logo absorveu a maior quantidade de calor, mesmo tendo a menor temperatura final. Passo 5: Conclusão. A alternativa B está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada, pois os dados de massa, calor específico e temperaturas permitem calcular o calor absorvido. A alternativa C está errada, pois receber a mesma radiação não implica absorver a mesma quantidade de calor, que depende de m, c e ΔT. A alternativa D está errada, pois a maior temperatura final não leva em conta a variação de temperatura nem o calor específico. A alternativa E está errada, pois o concreto absorveu 30,8, menos que a grama (40), e a combinação proposta não corresponde à fórmula Q = m · c · ΔT.
💡 Dica: Compare as temperaturas para determinar a superfície que absorve mais calor.
Alternativa por alternativa
Acredita que a quantidade de calor só pode ser calculada a partir da temperatura final, ou que faltam dados. Não percebe que a fórmula usa a variação de temperatura e que todos os dados necessários estão no enunciado.
Como as massas são iguais, é possível comparar Q = m · c · ΔT. Para o metal, ΔT = 50 °C e Q = 1 · 0,50 · 50 = 25 kJ. Para o concreto, ΔT = 35 °C e Q = 1 · 0,88 · 35 = 30,8 kJ. Para a grama, ΔT = 10 °C e Q = 1 · 4,0 · 10 = 40 kJ. Portanto, apesar de ter apresentado a menor elevação de temperatura, a grama absorveu a maior quantidade de calor, pois possui o maior calor específico.
Confunde a radiação recebida pelas amostras com o calor efetivamente absorvido por elas. Ignora que a quantidade de calor absorvida depende da massa, do calor específico e da variação de temperatura de cada material.
Interpreta que o material que atinge a maior temperatura final é o que mais absorveu calor. Ignora a variação de temperatura (ΔT) e o calor específico, que são os fatores que realmente determinam Q.
Combina temperatura final e calor específico de forma incorreta, sem subtrair a temperatura inicial e sem usar o produto correto. Mesmo com essa combinação errada, a grama continua com o maior valor, o que mostra que o método está equivocado.
Raio-X da questão
absorção de calor
avaliacao
absorção de calor · temperatura e calor
Revisar os conceitos de calor e temperatura em diferentes materiais.
O aluno pode confundir a temperatura medida com a capacidade de absorção de calor, pensando que a superfície mais fria absorve mais calor.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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