Em um laboratório escolar, estudantes investigaram a energia liberada na respiração celular de sementes de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um laboratório escolar, estudantes investigaram a energia liberada na respiração celular de sementes de feijão. Para isso, colocaram uma amostra de sementes em um calorímetro contendo 200 g de água inicialmente a 20 °C. Após o experimento, a temperatura da água atingiu 45 °C. Considerando o calorímetro termicamente isolado, desprezando sua capacidade térmica e adotando o calor específico da água como 4,18 J/(g·°C), toda a energia transferida pelas sementes foi absorvida pela água. Com base nos dados do experimento, qual foi a quantidade de energia transferida pelas sementes para a água, em quilojoules (kJ)?
- A) 20 900 kJ
- B) 104,5 kJ
- C) 20,9 kJ
- D) 37,6 kJ
- E) 16,7 kJ
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa de água m = 200 g, calor específico c = 4,18 J/(g·°C), temperatura inicial 20 °C e final 45 °C. Passo 2: Calcule a variação de temperatura: ΔT = 45 - 20 = 25 °C. Passo 3: Aplique a equação do calor sensível, Q = m·c·ΔT. Q = 200 · 4,18 · 25 = 200 · 104,5 = 20 900 J. Passo 4: Converta para quilojoules, dividindo por 1000: 20 900 J = 20,9 kJ. Passo 5: Conclusão. A alternativa correta é a C, 20,9 kJ, que coincide com o gabarito oficial. Verificação das demais: a A erra a unidade, pois 20 900 J equivalem a 20,9 kJ e não a 20 900 kJ. A B esquece a massa de 200 g no cálculo. A D usa a temperatura final de 45 °C no lugar da variação de temperatura. A E usa a temperatura inicial de 20 °C no lugar da variação de temperatura.
💡 Dica: Use a fórmula Q = m * c * ΔT para calcular.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula corretamente 20 900 J, mas ao converter escreve kJ sem dividir por 1000, tratando o valor em joules como se já estivesse em quilojoules.
O aluno calcula apenas c·ΔT = 4,18 · 25 = 104,5 e esquece de multiplicar pela massa de 200 g. Também pode ter errado a unidade, já que o resultado ainda estaria em joules.
Por que engana: Confundir a fórmula de cálculo da quantidade de calor, utilizando valores incorretos para a massa ou a variação de temperatura.
A quantidade de calor absorvida pela água é calculada por Q = m · c · ΔT. Como m = 200 g, c = 4,18 J/(g·°C) e ΔT = 45 − 20 = 25 °C, obtém-se Q = 200 · 4,18 · 25 = 20 900 J. Convertendo para quilojoules, Q = 20,9 kJ. Como o calorímetro é considerado isolado, essa é também a energia transferida pelas sementes.
O aluno usa a temperatura final de 45 °C no lugar da variação de temperatura, calculando 200 · 4,18 · 45 = 37 620 J ≈ 37,6 kJ. Ele não percebe que ΔT é a diferença entre as temperaturas final e inicial.
O aluno usa a temperatura inicial de 20 °C como fator de ΔT, calculando 200 · 4,18 · 20 = 16 720 J ≈ 16,7 kJ. Ele lê o dado inicial como se fosse a variação de temperatura.
Raio-X da questão
transferência de calor
avaliacao
calor específico · transferência de calor
Revisar a fórmula de transferência de calor e suas variáveis.
Confundir a fórmula de cálculo da quantidade de calor, utilizando valores incorretos para a massa ou a variação de temperatura.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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