Em uma atividade de Biologia, uma equipe prepara um banho-maria para aquecer uma amostra de água utilizada no…
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 Biologia, uma equipe prepara um banho-maria para aquecer uma amostra de água utilizada no cultivo de microrganismos não patogênicos. A massa de água é de 200 g, e sua temperatura deve aumentar de 25 °C para 75 °C. Considere que não há perdas de calor para o ambiente e que o calor específico da água é 4,18 J/(g·°C). Para calcular a quantidade de calor, utiliza-se a relação Q = m · c · ?T. Com base no procedimento descrito, qual é a quantidade de calor necessária para aquecer a água até a temperatura indicada?
- A) 20.900 J
- B) 62.700 J
- C) 41,8 J
- D) 209 J
- E) 41.800 J
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. m = 200 g, c = 4,18 J/(g·°C), temperatura inicial = 25 °C e temperatura final = 75 °C. Logo, a variação de temperatura é ?T = 75 - 25 = 50 °C.
- Aplicar a fórmula Q = m · c · ?T. Substituindo: Q = 200 · 4,18 · 50.
- Calcular. 200 · 50 = 10.000, e 10.000 · 4,18 = 41.800 J. Portanto, a quantidade de calor necessária é 41.800 J, que corresponde à alternativa E.
- Conferir as unidades. Massa em gramas e calor específico em J/(g·°C) resultam em J, o que confirma que o cálculo está coerente.
- Por que as outras estão erradas. A) 20.900 J usa 25 °C como variação de temperatura, o que ignora a temperatura final. B) 62.700 J usa 75 °C como variação, esquecendo de subtrair a temperatura inicial. C) 41,8 J tem erro de unidade, pois equivale a 41.800 J dividido por 1.000. D) 209 J equivale a 4,18 · 50, esquecendo de multiplicar pela massa.
- O gabarito oficial (E) está correto e coincide com a resolução independente.
💡 Dica: Use a fórmula Q = m * c * ΔT.
Alternativa por alternativa
O aluno usou a temperatura inicial de 25 °C como se fosse a variação de temperatura, ou seja, não subtraiu a temperatura inicial da final. O cálculo foi 200 · 4,18 · 25 = 20.900.
O aluno tomou a temperatura final de 75 °C como variação de temperatura, esquecendo de calcular a diferença entre as temperaturas. O cálculo foi 200 · 4,18 · 75 = 62.700.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do calor específico e calcular a quantidade de calor de forma incorreta, utilizando valores errados para a massa ou a variação de temperatura.
O aluno errou a ordem de grandeza, provavelmente por uma conversão indevida de unidades (como se a massa estivesse em kg e o resultado fosse dado em kJ sem ajuste). Isso resulta em 41,8, que é 41.800 dividido por 1.000.
O aluno calculou apenas c · ?T, deixando a massa de fora da fórmula Q = m · c · ?T. O cálculo foi 4,18 · 50 = 209.
A variação de temperatura é ΔT = 75 °C − 25 °C = 50 °C. Assim, Q = 200 g · 4,18 J/(g·°C) · 50 °C = 41.800 J.
Raio-X da questão
quantidade de calor
avaliacao
calor específico · mudança de temperatura
Revisar a fórmula da quantidade de calor e suas variáveis.
O aluno pode confundir a fórmula do calor específico e calcular a quantidade de calor de forma incorreta, utilizando valores errados para a massa ou a variação de temperatura.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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