Calcule a energia necessária para vaporizar completamente 150 g de água líquida a 100 °C. Adote L_v = 2260…
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 vaporizar completamente 150 g de água líquida a 100 °C. Adote L_v = 2260 kJ·kg-1.
- A) Q = 500 kJ, superestimando a energia necessária.
- B) Q = 20 kJ, calculando errado o calor latente.
- C) Q = 200 kJ, considerando apenas metade do calor necessário.
- D) Q = 150 kJ, pois a água já está a 100 °C.
- E) Q = 339 kJ
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- A questão trata de mudança de estado físico (líquido para vapor) sem variação de temperatura, pois a água já está a 100 °C. Nesse caso, a energia é calculada por Q = m x L_v, em que m é a massa e L_v é o calor latente de vaporização. Passo 2: Converter a massa para o SI: 150 g = 0,150 kg. Passo 3: Substituir os valores: Q = 0,150 kg x 2260 kJ/kg = 339 kJ. Passo 4: Conferir a unidade: kg x kJ/kg resulta em kJ, que é coerente com a resposta. Passo 5: Comparar com as alternativas: a alternativa E (339 kJ) é o resultado correto. A alternativa A está errada porque 500 kJ é valor maior que o necessário para essa massa. A alternativa B está errada porque 20 kJ é muito pequeno para vaporizar 150 g com esse calor latente. A alternativa C está errada porque 200 kJ corresponde a cerca de metade, o que não é necessário, pois a vaporização completa exige a energia total. A alternativa D está errada porque ignora o calor latente, já que a temperatura constante não significa energia nula. Gabarito oficial: E, que coincide com a resolução obtida.
💡 Dica: Use a fórmula Q = m * L_v para calcular a energia.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou no cálculo da multiplicação ou arredondou de forma excessiva, obtendo um valor acima do real para a massa dada.
O aluno provavelmente errou a conversão de unidades ou dividiu em vez de multiplicar a massa pelo calor latente, reduzindo o resultado em ordem de grandeza.
O aluno acredita que só parte da água precisa ser vaporizada ou que a energia é metade do necessário, confundindo a vaporização completa com um processo parcial.
Por que engana: Calcular a energia necessária sem considerar a massa correta ou o valor do calor latente, resultando em um valor muito baixo.
O aluno confunde mudança de estado com aquecimento e, além disso, toma a massa em gramas como se fosse a energia em kJ, ignorando o calor latente.
Usa-se Q = m·L_v. m = 0,150 kg; Q = 0,150·2260 kJ = 339 kJ; corresponde ao calor latente de vaporização da massa de água.
Raio-X da questão
vaporizaçao da água
avaliacao
calor latente de vaporização · conversão de unidades
Revisar o cálculo de energia de mudança de estado físico.
Calcular a energia necessária sem considerar a massa correta ou o valor do calor latente, resultando em um valor muito baixo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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