Em um laboratório de uma escola técnica, estudantes analisaram uma máquina térmica em duas condições de…
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 um laboratório de uma escola técnica, estudantes analisaram uma máquina térmica em duas condições de funcionamento. Na primeira, a máquina operava a 300 K e apresentava eficiência de 60%. Na segunda, após o aumento da temperatura para 400 K, a eficiência medida foi de 80%. Os valores de eficiência indicam a porcentagem da energia recebida que foi convertida em trabalho útil. Com base nos dados do experimento, qual foi o impacto do aumento da temperatura sobre a eficiência da máquina térmica?
- A) A eficiência aumentou em 20 pontos percentuais.
- B) A eficiência aumentou em 20%.
- C) A eficiência diminuiu em 20 pontos percentuais.
- D) A eficiência permaneceu em 60%.
- E) A eficiência aumentou em 40 pontos percentuais.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Na primeira condição, a eficiência é 60% a 300 K. Na segunda, a eficiência é 80% a 400 K. Passo 2: Calcule a variação absoluta da eficiência: 80% - 60% = 20 pontos percentuais. Passo 3: Diferencie pontos percentuais de variação relativa. Pontos percentuais medem a diferença direta entre duas porcentagens, e aqui a diferença é de 20 pontos. A variação relativa seria (20/60) x 100, que dá cerca de 33,3%, e não 20%. Passo 4: Avalie as alternativas. A alternativa A está correta, pois a eficiência aumentou 20 pontos percentuais. A alternativa B está errada, pois confunde pontos percentuais com variação relativa e a variação relativa é de cerca de 33,3%. A alternativa C está errada, pois a eficiência aumentou e não diminuiu. A alternativa D está errada, pois a eficiência mudou de 60% para 80%. A alternativa E está errada, pois a diferença é de 20 pontos e não de 40. Passo 5: Observação sobre os dados. Pela segunda lei da termodinâmica, a eficiência de uma máquina de Carnot entre 300 K e 400 K seria no máximo cerca de 25%, o que não bate com os valores informados. A questão, porém, pede apenas a variação dos dados fornecidos, e nesse ponto o gabarito A está correto.
💡 Dica: Calcule a variação percentual da eficiência.
Alternativa por alternativa
A eficiência passou de 60% para 80%. Portanto, a variação foi calculada por 80% − 60% = 20 pontos percentuais. Essa diferença não deve ser confundida com um aumento relativo de 20%.
O aluno calcula a variação relativa em vez da diferença absoluta, ou seja, toma 20 como porcentagem do valor inicial. Ele confunde 20 pontos percentuais com um aumento de 20%.
O aluno inverte o sentido da variação, interpretando o valor 80% como menor que 60% ou ignorando qual condição é a inicial. Ele conclui que a eficiência caiu.
Por que engana: Confundir a relação entre temperatura e eficiência, acreditando que um aumento de temperatura leva a uma queda na eficiência.
O aluno considera apenas o primeiro valor de eficiência e ignora a medição feita na segunda condição. Ele conclui que a temperatura não alterou a eficiência.
O aluno faz uma subtração ou cálculo incorreto ao comparar 80% e 60%, obtendo 40 pontos. Também pode ter tomado 80% como se fosse o aumento total.
Raio-X da questão
eficiência de máquina térmica
avaliacao
eficiência de máquina térmica · temperatura e energia
Revisar os conceitos de eficiência e temperatura em máquinas térmicas.
Confundir a relação entre temperatura e eficiência, acreditando que um aumento de temperatura leva a uma queda na eficiência.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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