Um estudante deseja construir um sistema de aquecimento solar para sua casa. Ele calcula que um coletor solar…
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 deseja construir um sistema de aquecimento solar para sua casa. Ele calcula que um coletor solar deve ser capaz de elevar a temperatura da água de 20°C para 60°C. Considerando que 1 litro de água pesa 1 kg, qual a quantidade de energia necessária (em joules) para realizar esse aquecimento?
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
A energia necessária pode ser calculada usando a fórmula Q = m·c·?T, onde: m = 1 kg (massa da água), c = 4.186 J/(kg·°C) (calor específico da água), ?T = 60°C - 20°C = 40°C. Portanto, Q = 1 kg × 4.186 J/(kg·°C) × 40°C = 1674,4 J. Assim, são necessários 1674,4 joules para aquecer a água.
Explicação
A fórmula Q = m·c·?T é utilizada para calcular a quantidade de calor necessária para aquecer uma substância, levando em conta sua massa, o calor específico e a variação de temperatura. No caso da água, a massa é de 1 kg, o calor específico é 4.186 J/(kg·°C) e a variação de temperatura é de 40°C, resultando em 1674,4 joules. Esse valor representa a energia necessária para realizar o aquecimento desejado.
Raio-X da questão
calor específico
avaliacao
calor específico da água · transformação de energia
Revisar a fórmula de calor específico e suas aplicações.
O aluno pode confundir a quantidade de energia necessária com a temperatura final, não considerando a massa e a variação de temperatura corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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