(OBJETIVA, Dif.1) Uma pequena placa cerâmica de massa m = 0,150 kg e calor específico c = 800 J·kg?¹·K?¹ está…
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
(OBJETIVA, Dif.1) Uma pequena placa cerâmica de massa m = 0,150 kg e calor específico c = 800 J·kg?¹·K?¹ está inicialmente a 20 °C. Determine a energia térmica Q (J) necessária para aquecê-la até 80 °C. Use Q = m·c·?T, onde ?T em K.
- A) Q = 7,20×10³ J
- B) Q = 9,000 J
- C) Q = 5,000 J
- D) Q = 8,000 J
- E) Q = 6,000 J
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. m = 0,150 kg, c = 800 J/(kg·K) (o enunciado mostra kg^-1 e K^-1, lidos como kg^-1 e K^-1) e temperatura inicial de 20 °C e final de 80 °C. Passo 2: Calcule a variação de temperatura. ΔT = 80 - 20 = 60 K. Uma variação de 60 °C equivale a 60 K, pois a escala Celsius e a Kelvin têm o mesmo tamanho de grau. Passo 3: Aplique a fórmula Q = m·c·ΔT. Q = 0,150 × 800 × 60. Passo 4: Faça a conta. 0,150 × 800 = 120 e 120 × 60 = 7200 J, ou seja, Q = 7,20×10³ J. Portanto a alternativa A está correta, de acordo com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: a B usa c = 1000 J/(kg·K) em vez de 800; a C não corresponde ao produto dos dados e indica erro de cálculo; a D ignora a massa ou calcula mal a variação de temperatura; a E usa ΔT = 50 K, o que decorre de tomar 30 °C como temperatura inicial.
💡 Dica: Calcule a variação de temperatura e aplique a fórmula Q = m·c·?T.
Alternativa por alternativa
Aplicando Q = m·c·?T: ?T = 80-20 = 60 K; Q = 0,150·800·60 = 7.200 J.
O aluno provavelmente trocou o calor específico da placa cerâmica (800 J/(kg·K)) por um valor mais típico de outro material, como 1000 J/(kg·K), e então multiplicou 0,150 × 1000 × 60 = 9000 J.
O aluno errou o produto m·c·ΔT, pois 5000 J não resulta de nenhuma combinação correta dos dados, indicando erro na multiplicação ou troca de potência de dez.
O aluno provavelmente desconsiderou a massa da placa ou obteve uma variação de temperatura incorreta, chegando a 8000 J, que não corresponde a m·c·60 K.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula e calcular a energia térmica usando a temperatura final em vez da variação de temperatura.
O aluno calculou ΔT = 50 K, o que ocorre ao usar 30 °C como temperatura inicial (80 - 30) em vez dos 20 °C do enunciado, e então obteve 0,150 × 800 × 50 = 6000 J.
Raio-X da questão
calor específico
avaliacao
calor específico · cálculo de variação de temperatura
Revisar a fórmula de calor específico e suas aplicações.
O aluno pode confundir a fórmula e calcular a energia térmica usando a temperatura final em vez da variação de temperatura.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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