Uma caldeira remove 2500 kJ de calor condensando vapor d'água. Considerando L_vap(H2O) = 2260 kJ·kg?¹…
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
Uma caldeira remove 2500 kJ de calor condensando vapor d'água. Considerando L_vap(H2O) = 2260 kJ·kg?¹, determine a massa de água (kg) que condensa.
- A) 5,00 kg
- B) 0,11 kg
- C) 0,25 kg
- D) ˜1,11 kg
- E) 2,60 kg
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O calor removido na condensação é Q = 2500 kJ e o calor latente de vaporização da água é L = 2260 kJ/kg (o símbolo kJ·kg?¹ no enunciado corresponde a kJ/kg). Passo 2: Use a relação da mudança de fase sem variação de temperatura: Q = m × L, em que m é a massa que condensa. Passo 3: Isole a massa: m = Q / L. Passo 4: Calcule m = 2500 / 2260 ≈ 1,106 kg, que arredondado para duas casas decimais é 1,11 kg. Passo 5: Confira a ordem de grandeza. Como o calor latente é cerca de 2260 kJ por quilo, remover 2500 kJ deve condensar pouco mais de 1 kg, o que confirma o resultado. Passo 6: Conclusão: a alternativa correta é a D, e o gabarito oficial está correto. Análise das demais: a alternativa A (5,00 kg) é grande demais para um calor de 2500 kJ; a B (0,11 kg) tem ordem de grandeza dez vezes menor que o correto; a C (0,25 kg) também é muito pequena; a E (2,60 kg) está acima do valor obtido, sem relação com a divisão correta.
💡 Dica: Use a fórmula m = Q / L_vap para calcular a massa.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou na operação de divisão, obtendo um quociente muito maior que o correto, ou trocou os valores de Q e L na fórmula.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre calor e massa, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor que não considera corretamente a unidade de calor.
O aluno provavelmente inverteu ou deslocou a vírgula decimal ao dividir, chegando a um valor cerca de dez vezes menor que o correto.
O aluno provavelmente calculou com um erro de ordem de grandeza ou de potência de dez na divisão, obtendo um valor muito pequeno para a massa.
m = q / L_vap = 2500 kJ ÷ 2260 kJ·kg?¹ ˜ 1,106 kg ? 1,11 kg (arred.). Usa conservação de energia no processo de condensação.
O aluno provavelmente errou o método, fazendo uma operação aritmética que não corresponde a m = Q / L, e obteve um valor acima do correto.
Raio-X da questão
calor de condensação
avaliacao
calor de vaporização · conversão de unidades
Revisar o conceito de calor de mudança de fase e suas aplicações.
O aluno pode confundir a relação entre calor e massa, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor que não considera corretamente a unidade de calor.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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