(OBJETIVA, dificuldade 2) Um aquecedor transfere calor suficiente para elevar a temperatura de 3,00 kg de água…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
(OBJETIVA, dificuldade 2) Um aquecedor transfere calor suficiente para elevar a temperatura de 3,00 kg de água em ?T = 20,0 °C em t = 5,0 min. Use c = 4186 J·kg?¹·K?¹ para a água. Calcule a potência média necessária (W).
- A) P ˜ 500 W
- B) P ˜ 400 W
- C) P ˜ 8,37×10² W (˜ 837 W)
- D) P ˜ 600 W
- E) P ˜ 1000 W
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifiquei os dados: massa m = 3,00 kg, variação de temperatura ΔT = 20,0 °C (equivalente a 20,0 K), tempo t = 5,0 min e c = 4186 J/(kg·K). Passo 2: Convertei o tempo para segundos: t = 5,0 × 60 = 300 s. Passo 3: Calculei a energia térmica transferida para a água: Q = m · c · ΔT = 3,00 × 4186 × 20,0 = 251 160 J. Passo 4: Calculei a potência média: P = Q / t = 251 160 / 300 ≈ 837 W, ou seja, aproximadamente 8,37 × 10² W. Passo 5: Conferi com as alternativas: a letra C corresponde exatamente a esse valor, e por isso é a correta, coincidindo com o gabarito oficial. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A (500 W) não corresponde a nenhuma conversão correta do tempo; B (400 W) resulta de usar um tempo de 10 min, que não é o do enunciado; D (600 W) surge de um calor específico arredondado de forma indevida para 3000 J/(kg·K); E (1000 W) vem de uma conversão de tempo imprecisa e de arredondamentos grosseiros.
💡 Dica: Calcule a energia transferida e divida pelo tempo.
Alternativa por alternativa
Provavelmente converteu os minutos para segundos de forma errada, usando 500 s como tempo (5 × 100 em vez de 5 × 60), o que daria cerca de 500 W.
Acredita que o intervalo de tempo é de 10 min (600 s) em vez de 5 min, dobrando o tempo e reduzindo a potência para cerca de 400 W.
Energia Q = m·c·?T = 3,00·4186·20,0 = 251160 J; tempo t = 300 s; P = Q/t ˜ 251160/300 ˜ 837,2 W.
Usa um calor específico arredondado de forma indevida (c ≈ 3000 J/(kg·K)) em vez de 4186, obtendo Q ≈ 180 kJ e potência de cerca de 600 W.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da potência média, utilizando a energia total em vez da energia transferida por unidade de tempo.
Arredonda demais o tempo (considerando cerca de 4 min, ou 240 s) e a energia, chegando a aproximadamente 1000 W; o erro está na conversão de tempo e no cálculo.
Raio-X da questão
potência média
avaliacao
cálculo de potência média · calor específico da água
Revisar a fórmula da potência e o cálculo de calor específico.
O aluno pode confundir a fórmula da potência média, utilizando a energia total em vez da energia transferida por unidade de tempo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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