Qual a energia mínima necessária para fundir 50 g de gelo a 0 °C? (Calor latente de fusão da água Lf = 334…
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
Qual a energia mínima necessária para fundir 50 g de gelo a 0 °C? (Calor latente de fusão da água Lf = 334 kJ·kg?¹). Apresente o valor em kJ.
- A) Q = 16,7 kJ
- B) Q = 50 kJ, pois considera-se toda a massa do gelo como vapor.
- C) Q = 10,2 kJ, pois o calor latente da fusão é 100 kJ·kg?¹.
- D) Q = 20,0 kJ, considerando que a fusão do gelo exige menos energia.
- E) Q = 25 kJ, pois a fusão requer energia adicional por ser água.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa é 50 g, que equivale a 0,050 kg (divida por 1000). O calor latente de fusão da água é Lf = 334 kJ/kg. O gelo já está a 0 °C e apenas muda de estado, sem variação de temperatura.
- Use a relação do calor latente, Q = m x Lf, pois a energia de mudança de fase depende somente da massa e do calor latente.
- Calcule Q = 0,050 x 334 = 16,7 kJ.
- Compare com as alternativas. A alternativa A (16,7 kJ) coincide com o resultado obtido, e o gabarito oficial também é A.
- Por que as outras estão erradas. B usa a massa como se fosse energia e ainda confunde fusão com vaporização. C usa um calor latente de 100 kJ/kg, que não é o valor dado no enunciado. D atribui um valor arbitrário sem base no cálculo, e a justificativa afirma que a fusão exige menos energia, o que contradiz o próprio número. E inventa uma energia extra por ser água, mas nenhum aquecimento ocorre, pois só há mudança de fase.
💡 Dica: Calcule a energia usando a fórmula Q = m * Lf.
Alternativa por alternativa
Usa-se Q = m·Lf. Com m = 0,050 kg e Lf = 334 kJ·kg?¹: Q = 0,050·334 = 16,7 kJ.
O aluno confunde fusão com vaporização e acha que toda a massa precisa virar vapor, além de tomar o valor numérico da massa (50) como se fosse energia em kJ.
Por que engana: Confundir o valor do calor latente de fusão e aplicar incorretamente a fórmula para calcular a energia necessária.
O aluno ignora o valor de Lf fornecido no enunciado e usa 100 kJ/kg, um dado que não existe na questão; o número 10,2 também não resulta desse cálculo, o que indica erro de conta além da troca do dado.
O aluno acredita que o gelo derrete com pouca energia, pelo senso comum de que derreter é fácil, e por isso chega a um valor sem fundamento no cálculo m x Lf; sua própria justificativa (menos energia) é incoerente com o valor 20,0 kJ, que é maior que 16,7 kJ.
O aluno supõe que a água exige energia extra além do calor latente, como se fosse necessário aquecê-la, quando a fusão ocorre a temperatura constante de 0 °C e só o calor latente conta.
Raio-X da questão
calor latente de fusão
avaliacao
calor latente de fusão · conversao de unidades
Revisar o conceito de calor latente e suas aplicações.
Confundir o valor do calor latente de fusão e aplicar incorretamente a fórmula para calcular a energia necessária.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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