Durante um experimento, um aluno observa que um bloco de gelo de 0,5 kg (a -5°C) é colocado em um recipiente…

Questão

Durante um experimento, um aluno observa que um bloco de gelo de 0,5 kg (a -5°C) é colocado em um recipiente com água a 20°C. Após 20 minutos, a temperatura final é de 0°C. Qual a quantidade total de calor trocado entre o gelo e a água? (c do gelo = 2,09 kJ/kg·°C, c da água = 4,18 kJ/kg·°C)

1. A) 2,09 kJ
2. B) 20,9 kJ
3. C) 10,45 kJ
4. D) 5,0 kJ
5. E) 15 kJ

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados do enunciado. A massa do gelo é m = 0,5 kg, o calor específico do gelo é c = 2,09 kJ/kg·°C, a temperatura inicial do sistema considerada na troca é 20°C e a temperatura final é 0°C. Passo 2: Use a equação do calor sensível, Q = m·c·ΔT, onde ΔT é a variação de temperatura, medida como diferença entre a temperatura final e a inicial em módulo. Passo 3: Calcule a variação de temperatura relevante para a troca: ΔT = 20 - 0 = 20°C. Passo 4: Substitua os valores: Q = 0,5 · 2,09 · 20. Passo 5: Efetue a multiplicação: 0,5 · 2,09 = 1,045 e 1,045 · 20 = 20,9. Logo, Q = 20,9 kJ, que corresponde à alternativa B. Passo 6: Por que as outras alternativas não batem com esse cálculo. A) 2,09 kJ: aparece se a massa ou a variação de temperatura for tomada como 1, ou seja, se o aluno esquece de multiplicar pelos dados completos. C) 10,45 kJ: resulta de 0,5 · 2,09 · 10, ou seja, o aluno usa ΔT = 10°C em vez de 20°C, como se a variação fosse metade da real. D) 5,0 kJ: surge de tomar apenas a variação de 5°C (de -5°C a 0°C) sem multiplicar corretamente pelo calor específico, sem seguir a fórmula do calor sensível. E) 15 kJ: é a diferença simples entre 20 e 5 com unidade de energia atribuída, sem qualquer multiplicação por massa e calor específico, o que não é uma aplicação da equação de calor.

💡 Dica: Calcule a quantidade de calor usando a fórmula Q = mcΔT.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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