Durante uma corrida, o corpo do atleta transforma parte da energia dos nutrientes em trabalho e libera o…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma corrida, o corpo do atleta transforma parte da energia dos nutrientes em trabalho e libera o restante na forma de calor. Para manter a homeostase térmica, esse calor deve ser transferido ao ambiente, principalmente pela evaporação do suor. Em determinado período, um corredor apresenta potência metabólica de 300 W, enquanto as perdas de calor por convecção e radiação somam 180 W. Considere o calor latente de vaporização da água do suor igual a 2,30 × 10^6 J/kg e 1 hora igual a 3.600 s. A potência destinada à evaporação é dada por P_evap = P_met - P_conv+rad, e a massa evaporada pode ser calculada por m = (P_evap × t)/L_v. Com base no texto, qual massa de suor deve evaporar durante uma hora para que o corredor mantenha o equilíbrio térmico nas condições descritas?
- A) É necessário evaporar aproximadamente 0,188 kg de suor por hora.
- B) É necessário evaporar aproximadamente 0,752 kg de suor por hora.
- C) É necessário evaporar aproximadamente 0,003 kg de suor por hora.
- D) É necessário evaporar aproximadamente 0,470 kg de suor por hora.
- E) É necessário evaporar aproximadamente 0,283 kg de suor por hora.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A potência metabólica é P_met = 300 W, as perdas por convecção e radiação são P_conv+rad = 180 W, o calor latente é L_v = 2,30 × 10^6 J/kg e o tempo é t = 1 hora = 3.600 s. Passo 2: Calcule a potência destinada à evaporação: P_evap = P_met - P_conv+rad = 300 - 180 = 120 W. Passo 3: Calcule a energia que deve ser removida pela evaporação em uma hora: E = P_evap × t = 120 × 3.600 = 432.000 J. Passo 4: Calcule a massa de suor: m = E / L_v = 432.000 / 2,30 × 10^6 ≈ 0,188 kg por hora. Passo 5: Conclusão: a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B usa a soma 300 + 180 = 480 W em vez da subtração; C esquece de converter a hora em segundos e usa 60 s; D usa apenas a potência metabólica total de 300 W, sem descontar as perdas por convecção e radiação; E usa apenas as perdas por convecção e radiação de 180 W, em vez da potência restante para evaporação.
💡 Dica: Calcule a potência evaporativa e use para encontrar a massa de suor.
Alternativa por alternativa
A potência disponível para a evaporação é P_evap = 300 − 180 = 120 W. Em uma hora, a energia correspondente é 120 × 3.600 = 432.000 J. Assim, m = 432.000/(2,30 × 10^6) ≈ 0,188 kg, ou aproximadamente 188 g de suor por hora.
O aluno soma a potência metabólica com as perdas por convecção e radiação (300 + 180 = 480 W), quando o enunciado pede a diferença entre elas para obter a parcela destinada à evaporação.
O aluno calcula corretamente P_evap = 120 W, mas usa 60 s como se fosse uma hora, em vez de 3.600 s, o que divide o resultado por 60.
O aluno ignora a subtração do enunciado e usa a potência metabólica total de 300 W como se toda ela fosse dissipada por evaporação.
O aluno usa apenas a parcela de 180 W de perdas por convecção e radiação no cálculo, achando que é ela que deve ser dissipada pela evaporação, sem entender que a evaporação cobre o restante da potência.
Raio-X da questão
potência e evaporação
avaliacao
cálculo de potência · calor latente de vaporização
Revisar os conceitos de potência, calor latente e equilíbrio térmico.
O aluno pode confundir a potência total com a potência que deve ser eliminada, calculando a massa de suor incorretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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