Em uma atividade de laboratório sobre eficiência energética, estudantes aqueceram um bloco de cobre em um…
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 laboratório sobre eficiência energética, estudantes aqueceram um bloco de cobre em um recipiente termicamente isolado. O bloco tinha massa de 2,0 kg e sua temperatura passou de 20 °C para 80 °C. Para o cobre, foi adotada capacidade calorífica específica de 0,385 J/(g·°C). Como o recipiente é isolado, despreza-se a troca de calor com o ambiente. A quantidade de calor sensível pode ser calculada por Q = m·c·?T, em que ?T é a variação de temperatura e a massa deve ser expressa em gramas quando se usa o valor fornecido para c. Com base nos dados do experimento, qual foi a quantidade de calor recebida pelo bloco de cobre?
- A) 15.400 J
- B) 77.000 J
- C) 462.000 J
- D) 46,2 J
- E) 46.200 J
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa é m = 2,0 kg, que equivale a 2000 g. O calor específico é c = 0,385 J/(g·°C). A temperatura inicial é 20 °C e a final é 80 °C.
- Calcule a variação de temperatura: delta T = 80 - 20 = 60 °C. Atenção: a variação é a diferença entre as temperaturas final e inicial, não a soma nem apenas uma delas.
- Aplique a fórmula Q = m·c·delta T = 2000 × 0,385 × 60.
- Calcule 2000 × 0,385 = 770 e depois 770 × 60 = 46200. Logo, Q = 46200 J, ou seja, 46.200 J.
- Como o bloco recebeu calor e sua temperatura subiu, o resultado é positivo e a alternativa correta é a E, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A usa 20 °C como variação de temperatura; B usa 100 °C, obtido pela soma das temperaturas; C multiplica o resultado por 10 a mais, errando a ordem de grandeza; D não converte o kg para gramas, o que faz o resultado ficar 1000 vezes menor.
💡 Dica: Calcule a quantidade de calor usando a fórmula Q = m * c * ΔT.
Alternativa por alternativa
O aluno usou apenas a temperatura inicial (20 °C) como se fosse a variação de temperatura, em vez de calcular a diferença entre a final e a inicial.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula de cálculo da quantidade de calor, utilizando a massa errada ou a variação de temperatura incorretamente.
O aluno somou as temperaturas inicial e final (20 + 80 = 100 °C) em vez de subtraí-las, o que dá uma variação de temperatura errada.
O aluno calculou corretamente o produto de m, c e delta T, mas errou a ordem de grandeza ao deslocar a vírgula ou aplicar um fator de 10 a mais no resultado final.
O aluno não converteu a massa de 2,0 kg para 2000 g, mesmo sabendo que o calor específico está em J/(g·°C), e por isso obteve 46,2 J.
A massa do bloco deve ser convertida para gramas: 2,0 kg = 2.000 g. A variação de temperatura é ΔT = 80 °C − 20 °C = 60 °C. Assim, Q = 2.000 g · 0,385 J/(g·°C) · 60 °C = 46.200 J.
Raio-X da questão
quantidade de calor
avaliacao
capacidade calorífica · calor específico
Revisar a fórmula da quantidade de calor e a capacidade calorífica.
O aluno pode confundir a fórmula de cálculo da quantidade de calor, utilizando a massa errada ou a variação de temperatura incorretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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