Física1ª sérieBNCC EM13CNT102Fácil⏱ medio

Calcule a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 50 kg de água de 20 °C para 60 °C. Use…

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

Calcule a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 50 kg de água de 20 °C para 60 °C. Use cágua = 4200 J·kg?¹·°C?¹ e formule o cálculo.

A) Q = m·c·?T = 50·4200·10 = 2.100.000 J
B) Q = m·c·?T = 50·4200·50 = 10.500.000 J
C) Q = m·c·?T = 50·3000·40 = 6.000.000 J
D) Q = m·c·?T = 50·4200·40 = 8.400.000 J (8,4 MJ).
E) Q = m·c·?T = 50·4200·20 = 4.200.000 J

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Identifique os dados. Massa m = 50 kg, calor específico da água c = 4200 J/(kg·°C), temperatura inicial 20 °C e temperatura final 60 °C.
Calcule a variação de temperatura: ΔT = 60 - 20 = 40 °C. Esse é o valor que deve multiplicar m e c, e não a temperatura inicial nem a final.
Aplique a equação do calor sensível: Q = m·c·ΔT = 50·4200·40.
Faça a multiplicação: 50·4200 = 210000 e 210000·40 = 8400000 J, ou seja, 8,4 MJ.
Compare com as alternativas. A alternativa D apresenta exatamente essa conta e esse resultado, por isso está correta e coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas: A usa ΔT = 10 °C, que não corresponde à variação de 20 para 60 °C. B usa ΔT = 50, valor que é a massa e não a variação de temperatura. C troca o calor específico da água por 3000 J/(kg·°C), valor que não é o da água. E usa ΔT = 20, que é a temperatura inicial e não a variação.

💡 Dica: Aplique a fórmula Q = m * c * ΔT.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Atenção

Errou a subtração das temperaturas, obtendo ΔT = 10 °C em vez de 40 °C, ou seja, não calculou corretamente 60 - 20.

B Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

Usou o valor da massa (50) no lugar da variação de temperatura, confundindo os dados do enunciado com a grandeza que deveria ser calculada.

Por que engana: Confundir a variação de temperatura, utilizando valores incorretos para o cálculo da quantidade de calor.

C Erradaerro: Conceitual

Trocou o calor específico da água (4200 J/(kg·°C)) por 3000, valor que não corresponde à água, mostrando que não domina o dado fornecido no enunciado.

D Correta

Aplica-se Q = m·c·?T com m=50 kg, c=4200 J·kg?¹·°C?¹ e ?T=40 °C; resultado em joules.

E Erradaerro: Conceitual

Usou a temperatura inicial (20 °C) como se fosse a variação de temperatura, confundindo ΔT com a temperatura do corpo antes do aquecimento.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Lembrar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

quantidade de calor

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

calor específico · mudança de temperatura

📚 Reveja

Revisar a fórmula da quantidade de calor e suas variáveis.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a variação de temperatura, utilizando valores incorretos para o cálculo da quantidade de calor.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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