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Física2ª sérieBNCC EM13CNT102Média⏱ longo

Em um experimento, um bloco de metal de 200 g a uma temperatura de 80 °C é colocado em 500 g de água a 20 °C…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT102

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 um experimento, um bloco de metal de 200 g a uma temperatura de 80 °C é colocado em 500 g de água a 20 °C. Considerando que a troca de calor ocorre sem perdas para o ambiente, calcule a temperatura final do sistema. Use a capacidade térmica do metal como 0,4 J/g·°C e da água como 4,18 J/g·°C.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Para resolver, use a equação Q = m·c·?T. A quantidade de calor perdida pelo metal será igual à quantidade de calor ganha pela água.

Explicação

A equação Q = m·c·?T permite calcular a quantidade de calor transferida entre os corpos, considerando suas massas e capacidades térmicas. A conservação de energia implica que o calor perdido pelo metal é igual ao calor ganho pela água, permitindo estabelecer uma equação que leva à temperatura final do sistema. Essa abordagem é fundamental para resolver problemas de troca de calor em sistemas isolados.

Raio-X da questão

Dificuldade Média
Bloom Aplicar
Leitura medio
Discriminação alto
Peso pedagógico alto
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade multipla
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio
🎯 Conceito central

troca de calor

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

troca de calor · equilíbrio térmico

📚 Reveja

Revisar a fórmula de troca de calor e capacidade térmica.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a capacidade térmica do metal e da água, aplicando incorretamente os valores na fórmula de troca de calor.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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