Física3ª sérieBNCC EM13CNT102Fácil⏱ medio

Um estudante aqueceu 200 g de água a 80°C e misturou com 100 g de água a 20°C. Qual será a temperatura final…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT102

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

Um estudante aqueceu 200 g de água a 80°C e misturou com 100 g de água a 20°C. Qual será a temperatura final da mistura?

A) 50°C
B) 60°C
C) 70°C
D) 40°C
E) 30°C

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Identifique os dados. Água quente: m1 = 200 g e T1 = 80°C. Água fria: m2 = 100 g e T2 = 20°C. Como a mistura é feita apenas entre as duas porções de água, considera-se um sistema isolado: o calor cedido pela água quente é igual ao calor recebido pela água fria. Passo 2: Use a equação do equilíbrio térmico, m1 (T1 - Tf) = m2 (Tf - T2), com o mesmo calor específico da água nos dois lados. Passo 3: Substitua os valores: 200 (80 - Tf) = 100 (Tf - 20). Passo 4: Desenvolva: 16000 - 200 Tf = 100 Tf - 2000. Passo 5: Isole Tf: 18000 = 300 Tf, logo Tf = 60°C. Passo 6: Conferência: a água quente perde 200 x 20 = 4000 calorias-grama e a fria ganha 100 x 40 = 4000, o que confirma o resultado. Passo 7: Por que as outras estão erradas: A (50°C) é a média aritmética simples, que ignora que a massa da água quente é o dobro da fria; C (70°C) deixa a temperatura mais próxima da água quente do que o cálculo permite; D (40°C) inverte os pesos, como se a massa maior estivesse na água fria; E (30°C) toma metade da diferença de temperaturas sem considerar as massas. O gabarito oficial B está correto.

💡 Dica: Use a fórmula de equilíbrio térmico para calcular a temperatura final.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

Calculou a média aritmética simples das temperaturas (80 + 20) / 2 = 50, ignorando que as massas de água são diferentes.

B Correta

O cálculo resulta em 60°C, sendo a temperatura de equilíbrio.

C Erradaerro: Senso comuma que mais engana

Supôs que a temperatura final ficaria muito perto da água quente, sem fazer o balanço de calor entre as massas.

Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de calor transferido entre as duas massas de água, levando a um cálculo incorreto da temperatura final.

D Erradaerro: Procedimental

Aplicou a média ponderada invertendo os pesos, associando a maior massa à temperatura mais fria: (100 x 80 + 200 x 20) / 300 = 40.

E Erradaerro: Conceitual

Tomou apenas a metade da diferença de temperaturas, (80 - 20) / 2 = 30, sem relacionar o resultado às massas nem ao equilíbrio térmico.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

equilíbrio térmico

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

equilíbrio térmico · calor específico

📚 Reveja

Revisar a fórmula de cálculo da temperatura final em misturas de líquidos.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a quantidade de calor transferido entre as duas massas de água, levando a um cálculo incorreto da temperatura final.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

Todas as questões de Calor Sensível, Latente e Trocas de Calor

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog