Calcule a energia necessária para fundir 0,50 kg de gelo a 0 °C até água líquida a 0 °C. Use L_f = 3,30×10^5…
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 necessária para fundir 0,50 kg de gelo a 0 °C até água líquida a 0 °C. Use L_f = 3,30×10^5 J·kg?¹ e a fórmula Q = m·L.
- A) Q = 1,00×10^5 J, calculando apenas metade da massa do gelo.
- B) Q = 3,30×10^5 J, sem considerar a massa específica do gelo.
- C) Q = 1,65×10^4 J, preocupando-se apenas com temperatura.
- D) Q = 1,65×10^5 J (165000 J).
- E) Q = 5,00×10^5 J, pois o gelo se transforma completamente em vapor.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa é m = 0,50 kg, o calor latente de fusão do gelo é L_f = 3,30×10^5 J/kg (a unidade J·kg?¹ do enunciado é J/kg) e a fusão ocorre a 0 °C, sem variação de temperatura. Passo 2: Como a fusão acontece sem variação de temperatura, o calor envolvido é latente e segue Q = m·L. Passo 3: Substitua os valores: Q = 0,50 × 3,30×10^5 = 1,65×10^5 J (165000 J). Passo 4: Portanto, a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A usa um valor (1,00×10^5 J) que não corresponde à metade da massa, pois metade de 3,30×10^5 seria 1,65×10^5 J dividido por 2, ou seja, 0,25×3,30×10^5 = 8,25×10^4 J; B ignora a massa dada e usa apenas o L_f; C divide o resultado por 10 e aplica uma lógica de variação de temperatura, que não existe nessa mudança de fase; E confunde fusão com vaporização, já que o gelo não se transforma em vapor e o valor de L_f é o da fusão.
💡 Dica: Aplique a fórmula Q = m·L para encontrar a energia.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que basta tomar metade da massa, mas o valor apresentado não corresponde a esse cálculo e a massa correta já está no enunciado.
O aluno esquece de multiplicar pela massa e usa apenas o calor latente por quilograma, como se fosse o calor total para 1 kg.
Por que engana: Calcular a energia sem considerar a massa total do gelo, resultando em um valor incorreto.
O aluno aplica uma lógica de calor sensível ou de variação de temperatura, que não se aplica à fusão a 0 °C, e erra a ordem de grandeza.
Energia de fusão Q = m·L_f = 0,50 kg · 3,30×10^5 J·kg?¹ = 1,65×10^5 J.
O aluno confunde fusão com vaporização e usa o calor de mudança de fase errado, supondo que o gelo passa a vapor.
Raio-X da questão
calor de fusão
avaliacao
calor de fusão · fórmula Q = m·L
Revisar a fórmula do calor de fusão e suas aplicações.
Calcular a energia sem considerar a massa total do gelo, resultando em um valor incorreto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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