(Dif.1) Um bloco de alumínio de massa m = 2,0 kg recebe Q = 1,8×10^5 J sem perdas. A capacidade calorífica do…
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
(Dif.1) Um bloco de alumínio de massa m = 2,0 kg recebe Q = 1,8×10^5 J sem perdas. A capacidade calorífica do alumínio é c = 900 J·kg?¹·K?¹. Calcule o aumento de temperatura ?T do bloco (use ?T = Q/(m·c)).
- A) ?T = 200 K, pois a energia Q é bem maior e a capacidade térmica diminui a temperatura.
- B) ?T = 50 K, pois a capacidade calorífica do alumínio é muito alta.
- C) ?T = 100 K.
- D) ?T = 0,9 K, baixo demais considerando a quantidade de calor fornecida.
- E) ?T = 180 K, uma temperatura absurda para um bloco de 2 kg de alumínio.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado: Q = 1,8×10^5 J, m = 2,0 kg e c = 900 J/(kg·K). A fórmula dada é ΔT = Q/(m·c).
- Calcule o produto m·c: 2,0 × 900 = 1800 J/K.
- Divida Q pelo produto: ΔT = 1,8×10^5 / 1800 = 180000 / 1800 = 100 K.
- O resultado é ΔT = 100 K, que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (200 K) resulta de dividir Q apenas por c, esquecendo a massa; B (50 K) resulta de usar a massa duas vezes no denominador e também justifica mal, pois uma capacidade calorífica alta faz a temperatura subir pouco, não muito; D (0,9 K) resulta de ignorar a potência de 10 ao calcular 1,8/2,0; E (180 K) resulta de dividir Q por um valor aproximado de 1000 em vez de m·c.
💡 Dica: Aplique a fórmula do aumento de temperatura diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno dividiu Q apenas pela capacidade calorífica c (1,8×10^5 / 900 = 200) e esqueceu de incluir a massa. Além disso, afirma que a capacidade térmica diminui a temperatura, o que não é verdade.
Por que engana: Confundir a relação entre calor, massa e capacidade calorífica, resultando em um aumento de temperatura incorreto.
O aluno usou a massa duas vezes no denominador (2 × 2 × 900 = 3600, e 1,8×10^5 / 3600 = 50). Também inverteu a relação física: capacidade calorífica alta significa que o bloco precisa de mais energia para aquecer, então ΔT tende a ser menor, não 'muito alto'.
?T = Q/(m·c) = 1,8×10^5 J / (2,0 kg · 900 J·kg?¹·K?¹) = 100 K; unidades SI corretas.
O aluno tratou 1,8×10^5 como 1,8 e dividiu por 2,0 (1,8/2,0 = 0,9), ignorando a potência de 10 da notação científica. A justificativa de que o valor é 'baixo demais' mostra que ele não conferiu se o resultado fazia sentido.
O aluno dividiu Q por um valor arredondado de 1000 em vez de m·c = 1800, obtendo 180, ou interpretou o valor de Q como se fosse a temperatura. Ao julgar o resultado como 'absurdo', não percebeu que 100 K é plausível para a quantidade de energia fornecida.
Raio-X da questão
aumento de temperatura
avaliacao
cálculo de temperatura · capacidade calorífica
Revisar a fórmula de calor e capacidade calorífica.
Confundir a relação entre calor, massa e capacidade calorífica, resultando em um aumento de temperatura incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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