Física1ª sérieBNCC EM13CNT102Média⏱ medio

Um coletor solar entregou Q = 4,00×10^5 J que se deseja armazenar em um PCM. O calor latente do PCM na fusão é…

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

Um coletor solar entregou Q = 4,00×10^5 J que se deseja armazenar em um PCM. O calor latente do PCM na fusão é L = 2,00×10^5 J·kg?¹. Calcule a massa de PCM necessária (kg).

A) m = 3,00 kg
B) m = 4,00 kg
C) m = 2,00 kg
D) m = 1,00 kg
E) m = 0,50 kg

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados. A energia armazenada e Q = 4,00×10^5 J e o calor latente de fusão do PCM é L = 2,00×10^5 J/kg. Queremos a massa m. Passo 2: Lembre a relação entre calor latente, massa e energia na mudança de fase: Q = m·L, pois a energia absorvida na fusão é proporcional à massa que muda de estado. Passo 3: Isole a massa: m = Q/L. Passo 4: Substitua os valores: m = (4,00×10^5 J)/(2,00×10^5 J/kg). As potências de 10 se cancelam, restando m = 4,00/2,00 = 2,00 kg. Passo 5: Conclusão: a massa necessária é 2,00 kg, o que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A (3,00 kg) não resulta da divisão de Q por L; B (4,00 kg) usa apenas o número de Q como se fosse a massa; D (1,00 kg) dividiria Q por um valor quatro vezes maior que o correto; E (0,50 kg) inverte a operação, calculando L/Q.

💡 Dica: Use a fórmula m = Q / L para calcular a massa.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno provavelmente fez uma conta de divisão incorreta ou somou valores em vez de dividir, chegando a 3 kg sem relação com 4,00×10^5 dividido por 2,00×10^5.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre calor e massa, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor que não corresponde à massa correta do PCM.

B Erradaerro: Atenção

O aluno tomou o valor numérico 4,00 da energia como se fosse a massa, ignorando a relação Q = m·L e as potências de 10 que se cancelam.

C Correta

Energia armazenada Q = m L ? m = Q / L = 4,00×10^5 J / 2,00×10^5 J·kg?¹ = 2,00 kg.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno errou a divisão ao calcular Q/L, obtendo 1,00 kg, o que indica que dividiu 4,00 por um valor incorreto ou simplificou os números de forma equivocada.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno inverteu a fórmula e calculou L/Q = 2,00×10^5 / 4,00×10^5 = 0,50 kg, em vez de Q/L, não compreendendo que a massa é a energia dividida pelo calor latente.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

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 latente e massa

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

calor latente · massa e energia

📚 Reveja

Revisar a relação entre calor, massa e calor latente.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre calor e massa, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor que não corresponde à massa correta do PCM.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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