Física2ª sérieBNCC EM13CNT107Fácil⏱ medio

Uma máquina térmica absorve 2,5×10^5 J e transforma 1,0×10^5 J em trabalho. Quantos joules são rejeitados à…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT107

Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma máquina térmica absorve 2,5×10^5 J e transforma 1,0×10^5 J em trabalho. Quantos joules são rejeitados à fonte fria?

A) 2,5×10^5 J
B) 1,0×10^5 J
C) 1,5×10^5 J
D) 3,5×10^5 J
E) 1,5×10^6 J

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados. A máquina absorve (recebe da fonte quente) Q1 = 2,5×10^5 J e transforma W = 1,0×10^5 J em trabalho. Pergunta-se quanto é rejeitado à fonte fria, ou seja, Q2. Passo 2: Aplique a primeira lei da termodinâmica para o ciclo da máquina térmica, que é a energia que entra menos a energia que sai como trabalho: Q1 = W + Q2, logo Q2 = Q1 - W. Passo 3: Calcule: Q2 = 2,5×10^5 - 1,0×10^5 = 1,5×10^5 J. Passo 4: Confira a coerência: a energia rejeitada deve ser menor que a absorvida, e 1,5×10^5 J é menor que 2,5×10^5 J, além de ser igual à soma de trabalho com calor rejeitado (1,0×10^5 + 1,5×10^5 = 2,5×10^5 J). Passo 5: Por que as outras estão erradas: A) 2,5×10^5 J é a energia absorvida, não a rejeitada; B) 1,0×10^5 J é o trabalho realizado, não o calor rejeitado; D) 3,5×10^5 J seria a soma de Q1 com W, o que viola a conservação de energia; E) 1,5×10^6 J é um erro de potência de dez, pois o resultado correto tem ordem de grandeza 10^5. Resposta: alternativa C, 1,5×10^5 J, que coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Use a conservação de energia para calcular a energia rejeitada.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

Acredita que toda a energia absorvida é rejeitada à fonte fria, ignorando que parte dela foi transformada em trabalho.

Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de energia absorvida com a energia rejeitada, não aplicando corretamente a fórmula da conservação de energia.

B Erradaerro: Interpretação

Confunde o calor rejeitado com o trabalho realizado, tomando o valor dado no enunciado como resposta direta.

C Correta

Pela conservação de energia, Qfria = Qquente - W = 2,5×10^5 - 1,0×10^5 = 1,5×10^5 J.

D Erradaerro: Procedimental

Soma o trabalho ao calor absorvido, em vez de subtrair, o que viola a conservação de energia da máquina.

E Erradaerro: Atenção

Erra a potência de dez ao fazer a subtração ou ao escrever o resultado, obtendo ordem de grandeza 10^6 em vez de 10^5.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura baixo

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

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

🎯 Conceito central

máquina térmica, energia, trabalho

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

conservacao de energia · maquinas termicas

📚 Reveja

Revisar o princípio da conservação de energia em máquinas térmicas.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a quantidade de energia absorvida com a energia rejeitada, não aplicando corretamente a fórmula da conservação de energia.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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