Calcule a energia térmica necessária para aquecer m = 0,50 kg de água de 20 °C a 60 °C. Use Q = m·c·?T e…
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
Calcule a energia térmica necessária para aquecer m = 0,50 kg de água de 20 °C a 60 °C. Use Q = m·c·?T e c_água = 4200 J·kg?¹·K?¹. Apresente o resultado em joules (J).
- A) Q = 20 000 J
- B) Q = 42 000 J
- C) Q = 84 000 J (84 kJ).
- D) Q = 60 000 J
- E) Q = 100 000 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. m = 0,50 kg, c = 4200 J/(kg·K) e a variação de temperatura é ΔT = 60 °C - 20 °C = 40 K (ou 40 °C, pois a variação numérica é a mesma). Passo 2: Aplique a fórmula Q = m·c·ΔT. Passo 3: Calcule m·c = 0,50 × 4200 = 2100 J/K. Passo 4: Multiplique por ΔT: 2100 × 40 = 84 000 J. Passo 5: Conclusão: a energia necessária é 84 000 J (84 kJ), que corresponde à alternativa C, gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 20 000 J não resulta da fórmula com os dados fornecidos. B) 42 000 J seria obtido usando ΔT = 20 K, valor que não corresponde à variação de temperatura. D) 60 000 J corresponde a usar apenas a temperatura final, sem multiplicar corretamente por m e c. E) 100 000 J não é resultado do cálculo com os dados do enunciado.
💡 Dica: Aplique a fórmula Q = m·c·?T para encontrar a energia térmica.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente usou um valor de calor específico arredondado ou incorreto (cerca de 1000 em vez de 4200), obtendo 0,50 × 40 × 1000 = 20 000 J.
O aluno provavelmente tomou ΔT como 20 K, confundindo a temperatura inicial com a variação de temperatura, e calculou 2100 × 20 = 42 000 J.
Por que engana: Confundir a fórmula de calor e aplicar valores incorretos, resultando em um cálculo errôneo da energia térmica.
Q = m·c·?T = 0,50·4200·(60-20) = 0,50·4200·40 = 84 000 J; unidades J resultam de kg·J·kg?¹·K?¹·K.
O aluno provavelmente usou a temperatura final (60) como se fosse a variação de temperatura e multiplicou por 1000, ignorando a massa e o calor específico no cálculo.
O aluno provavelmente chutou um valor arredondado de energia sem aplicar a fórmula Q = m·c·ΔT, guiado pela intuição de que aquecer água exige um valor grande.
Raio-X da questão
energia térmica
avaliacao
calculo de calor · mudança de temperatura
Revisar a fórmula de cálculo de energia térmica e suas variáveis.
Confundir a fórmula de calor e aplicar valores incorretos, resultando em um cálculo errôneo da energia térmica.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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