Em um estudo sobre homeostase térmica, pesquisadores analisaram a quantidade de energia necessária para elevar…
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 estudo sobre homeostase térmica, pesquisadores analisaram a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de um tecido de um mamífero durante uma resposta de aquecimento corporal. O tecido tinha massa de 0,5 kg, temperatura inicial de 20 °C e foi aquecido até 80 °C. Considere que sua capacidade térmica específica seja 0,9 J/(g·°C) e que não haja perda de calor para o ambiente. A relação utilizada é Q = m · c · ?T, em que Q é a quantidade de calor, m é a massa, c é a capacidade térmica específica e ?T é a variação de temperatura. Com base no estudo sobre homeostase térmica, qual é a quantidade de calor absorvida pelo tecido durante o aquecimento?
- A) 27.000 J
- B) 2.700 J
- C) 45.000 J
- D) 36.000 J
- E) 27 J
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa é 0,5 kg, que equivale a 500 g, pois a capacidade térmica específica está em J/(g·°C). A temperatura inicial é 20 °C e a final é 80 °C. Passo 2: Calcule a variação de temperatura: ?T = 80 - 20 = 60 °C. Passo 3: Aplique a relação Q = m · c · ?T. Substituindo, Q = 500 · 0,9 · 60. Passo 4: Faça a conta: 500 · 0,9 = 450 e 450 · 60 = 27000. Logo, Q = 27000 J, alternativa A. Esse resultado coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B (2700 J) resulta de usar 50 g em vez de 500 g, ou seja, erro na conversão de kg para g. C (45000 J) resulta de usar ?T = 100 °C, somando 80 + 20 em vez de subtrair. D (36000 J) resulta de usar ?T = 80 °C, que é a temperatura final, e não a variação. E (27 J) resulta de multiplicar 0,5 kg direto pelos demais valores, sem converter a massa para gramas, o que gera incompatibilidade de unidades.
💡 Dica: Use a fórmula Q = m * c * ΔT para calcular.
Alternativa por alternativa
A massa deve ser convertida para gramas: 0,5 kg = 500 g. A variação de temperatura é ΔT = 80 °C − 20 °C = 60 °C. Assim, Q = m · c · ΔT = 500 · 0,9 · 60 = 27.000 J.
O aluno provavelmente converteu 0,5 kg em 50 g, errando a conversão por um fator de 10, e depois calculou corretamente 50 · 0,9 · 60.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da quantidade de calor, utilizando incorretamente a massa ou a variação de temperatura.
O aluno provavelmente calculou a variação de temperatura somando as temperaturas (80 + 20 = 100 °C) em vez de subtraí-las, o que é um erro conceitual sobre o que é ?T.
O aluno provavelmente usou a temperatura final de 80 °C diretamente como ?T, esquecendo de descontar a temperatura inicial de 20 °C.
O aluno provavelmente usou a massa em kg junto com c em J/(g·°C), sem converter unidades, e obteve 0,5 · 0,9 · 60 = 27, que não é coerente com a unidade de joules.
Raio-X da questão
quantidade de calor
avaliacao
capacidade térmica · calor específico
Revisar a fórmula da quantidade de calor e suas variáveis.
O aluno pode confundir a fórmula da quantidade de calor, utilizando incorretamente a massa ou a variação de temperatura.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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