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Física2ª sérieBNCC EM13CNT102Fácil⏱ medio

Em uma atividade de laboratório, estudantes aqueceram um bloco de alumínio de massa 0,20 kg. A temperatura do…

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 uma atividade de laboratório, estudantes aqueceram um bloco de alumínio de massa 0,20 kg. A temperatura do bloco passou de 20 °C para 80 °C. Considere o calor específico do alumínio igual a 900 J/(kg·K) e despreze perdas de energia para o ambiente. Para calcular a energia térmica transferida, use Q = m·c·?T, em que ?T é a variação de temperatura. Com base nos dados do experimento, qual foi a quantidade de energia térmica necessária para aquecer o bloco de alumínio?

  1. A) Q = 0,20·900·(80−20) = 10 800 J
  2. B) Q = 0,20·900·(80−20) = 1 080 J
  3. C) Q = 0,20·900·(80+20) = 18 000 J
  4. D) Q = 0,20·900·(80−20) = 9 000 J
  5. E) Q = 0,20·900·(20−80) = −10 800 J

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

  1. Identifique os dados. Massa m = 0,20 kg, calor específico c = 900 J/(kg·K), temperatura inicial 20 °C e final 80 °C. Não há perdas para o ambiente, então toda a energia fornecida fica no bloco.
  2. Calcule a variação de temperatura, subtraindo a inicial da final: delta T = 80 − 20 = 60 K (ou 60 °C, pois a variação é igual nas duas escalas).
  3. Aplique a fórmula Q = m·c·delta T. Primeiro, 0,20 × 900 = 180. Depois, 180 × 60 = 10 800.
  4. Portanto, Q = 10 800 J, que corresponde à alternativa A. Esse resultado coincide com o gabarito oficial.
  5. Por que as outras estão erradas. B usa o produto correto de m·c·delta T, mas erra a multiplicação final (180 × 60 não é 1 080). C soma as temperaturas (80 + 20) em vez de calcular a variação, o que não tem sentido físico. D faz a multiplicação incorretamente (180 × 50 resulta em 9 000, não 180 × 60). E inverte a ordem da subtração, obtendo um ΔT negativo e um resultado negativo, que indicaria cessão de calor, contrariando o enunciado de aquecimento.

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

Alternativa por alternativa

A Correta

A variação de temperatura é ΔT = 80 − 20 = 60 °C, numericamente equivalente a 60 K. Assim, Q = m·c·ΔT = 0,20·900·60 = 10 800 J.

B Erradaerro: Atençãoa que mais engana

O estudante montou corretamente a expressão m·c·delta T, mas errou a multiplicação final, obtendo 1 080 J em vez de 10 800 J, possivelmente por deslocamento de casa decimal ou erro na conta 180 × 60.

Por que engana: Confundir a variação de temperatura, utilizando a temperatura final como menor que a inicial, resultando em um valor negativo.

C Erradaerro: Conceitual

O estudante somou as temperaturas (80 + 20 = 100) em vez de subtraí-las, confundindo variação de temperatura com soma de temperaturas.

D Erradaerro: Procedimental

O estudante usou corretamente a diferença de temperatura, mas errou o cálculo do produto 180 × 60, chegando a 9 000 J, possivelmente multiplicando por 50 ou fazendo outra conta equivocada.

E Erradaerro: Conceitual

O estudante inverteu a subtração (20 − 80), obtendo um ΔT negativo e Q negativo, como se o bloco tivesse perdido energia. Isso ignora que o enunciado descreve um aquecimento, em que a energia é recebida pelo bloco.

Raio-X da questão

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

calor específico

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

calor específico · cálculo de variação de temperatura

📚 Reveja

Revisar a fórmula de calor específico e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a variação de temperatura, utilizando a temperatura final como menor que a inicial, resultando em um valor negativo.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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