Física2ª sérieBNCC EM13CNT102Difícil⏱ medio

Um sistema de aquecimento solar é projetado para aquecer água em um tanque de 1000 L. Considerando que a água…

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

Um sistema de aquecimento solar é projetado para aquecer água em um tanque de 1000 L. Considerando que a água entra a 15°C e deve sair a 60°C, qual a energia total necessária para aquecer essa água? Use Q = m·c·?T, onde a densidade da água é 1000 kg/m³ e c = 4,2 kJ/kg·°C.

A) 189000 kJ
B) 150000 kJ
C) 200000 kJ
D) 180000 kJ
E) 175000 kJ

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Converter o volume: 1000 L equivalem a 1 m³. Como a densidade da água é 1000 kg/m³, a massa é m = 1000 kg. Passo 2: Calcular a variação de temperatura: ΔT = 60 - 15 = 45°C. Passo 3: Aplicar Q = m·c·ΔT com os dados do enunciado: Q = 1000 × 4,2 × 45 = 189000 kJ. Passo 4: Conferir com as alternativas: o resultado é 189000 kJ, alternativa A, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B) 150000 kJ corresponderia a um ΔT de cerca de 35°C, que não é o aumento real da temperatura. C) 200000 kJ exigiria arredondar c para 4 e usar ΔT de 50°C, combinação que não corresponde aos dados da questão. D) 180000 kJ é o resultado de usar c = 4 kJ/kg°C em vez do valor fornecido de 4,2. E) 175000 kJ resulta de c = 3,5 com ΔT de 50°C, valores que não aparecem no enunciado.

💡 Dica: Calcule a variação de temperatura e aplique a fórmula Q.

Alternativa por alternativa

A Correta

Cálculo correto da energia necessária.

B Erradaerro: Atenção

Provavelmente calculou a diferença de temperatura de forma incorreta, usando algo próximo de 35°C em vez de 45°C, por erro de subtração ou leitura das temperaturas inicial e final.

C Erradaerro: Procedimental

Provavelmente arredondou o calor específico para 4 kJ/kg°C e usou um ΔT de 50°C, misturando um valor aproximado com uma diferença de temperatura que não corresponde ao enunciado.

D Erradaerro: Atençãoa que mais engana

Provavelmente substituiu o calor específico fornecido (4,2 kJ/kg°C) por 4 kJ/kg°C, arredondando um dado que deveria ser usado exatamente como informado.

Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula e calcular a energia usando a temperatura de entrada ao invés da variação de temperatura correta.

E Erradaerro: Procedimental

Provavelmente trocou o calor específico por 3,5 kJ/kg°C e usou ΔT de 50°C, o que indica erro na escolha dos valores a substituir na fórmula Q = m·c·ΔT.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

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

calor específico da água

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

calor específico · densidade da água

📚 Reveja

Revisar a fórmula de calor específico e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a fórmula e calcular a energia usando a temperatura de entrada ao invés da variação de temperatura correta.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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