Um estudante fez um experimento para medir o calor transferido entre água e gelo. Ele colocou 200g de gelo a…
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
Um estudante fez um experimento para medir o calor transferido entre água e gelo. Ele colocou 200g de gelo a 0°C em 500g de água a 80°C. Calcule a temperatura final do sistema. Assuma que não há perda de calor para o ambiente e use a capacidade térmica da água como 4,18 J/g·°C.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Utilizando a conservação de energia: Q_gelo + Q_agua = 0. Para o gelo, Q = m·c·?T e para a água, Q = -m·c·?T. A temperatura final pode ser encontrada resolvendo a equação para T_f.
Explicação
A conservação de energia é um princípio fundamental que afirma que a energia total em um sistema isolado permanece constante. Ao aplicar esse princípio, consideramos as quantidades de calor trocadas entre o gelo e a água, onde o calor perdido pela água é igual ao calor ganho pelo gelo. A equação resultante permite calcular a temperatura final do sistema, garantindo que não haja perda de calor para o ambiente.
Raio-X da questão
calor específico e equilíbrio térmico
avaliacao
calor específico · equilíbrio térmico
Revisar os conceitos de calor específico e conservação de energia.
O aluno pode confundir a quantidade de calor absorvida pelo gelo com a quantidade de calor perdida pela água, levando a um cálculo incorreto da temperatura final.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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