A tirinha a seguir mostra Calvin tentando entender um assunto de Física. [IMAGEM] Calvin and Hobbes. Bill…
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
A tirinha a seguir mostra Calvin tentando entender um assunto de Física. [IMAGEM] Calvin and Hobbes. Bill Watterson Com base na tirinha e nos conhecimentos sobre Termodinâmica e Fluidos, assinale a alternativa correta. UEL - 2025
- A) A densidade da água salgada é maior do que a da água doce, portanto, nos oceanos, o gelo flutua com 10% do seu volume submerso.
- B) Um fragmento de gelo flutua sobre a água, pois sua densidade nessa condição é menor que a densidade da água líquida.
- C) No congelador, a garrafa de vidro comum cheia de água e fechada se quebra quando a água atinge a temperatura de -4°C.
- D) A observação do pai de Calvin está correta, pois, para que flutue, é preciso que o gelo esteja mais próximo de uma fonte de calor.
- E) O fenômeno anômalo da água ocorre porque a soma total das quantidades de calor recebida pela água deve ser diferente de zero.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- A tirinha mostra Calvin perguntando por que o gelo flutua na água, e o pai dele tenta responder. Para resolver, basta lembrar um conceito de fluidos: um corpo flutua quando sua densidade é menor que a do líquido em que está. Passo 2: Analise a alternativa B. A densidade do gelo é de aproximadamente 0,92 g/cm³, enquanto a da água líquida, nas condições usuais, é de cerca de 1 g/cm³. Como o gelo é menos denso que a água, ele flutua. Esta é a alternativa correta. Passo 3: Por que as outras estão erradas. A: a água salgada é mais densa, mas o gelo flutua com cerca de 10% do volume fora da água e cerca de 90% submerso, e não o contrário. C: a garrafa estoura porque a água, ao congelar, aumenta de volume, e não ao atingir -4°C, temperatura em que a água já está sólida. D: a flutuação depende da relação entre densidades, e não da proximidade de uma fonte de calor. E: o comportamento anômalo da água está ligado à variação da densidade com a temperatura, com densidade máxima próxima de 4°C, e não a uma soma de calor diferente de zero. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é a B, pois relaciona corretamente a flutuação do gelo à sua densidade menor que a da água líquida.
💡 Dica: Analise a tirinha e relacione com os conceitos de Termodinâmica e Fluidos.
Alternativa por alternativa
O aluno acerta que a água salgada é mais densa, mas conclui que, por isso, o gelo fica mais submerso ou que apenas 10% dele fica submerso. Ele inverte a proporção entre a parte submersa e a parte emersa.
Por que engana: Confundir a relação entre densidade do gelo e da água, acreditando que o gelo deve ser mais denso para flutuar.
CORRETA. O gelo flutua sobre a água líquida porque, ao congelar, a água se expande (devido à formação de uma estrutura cristalina mais aberta com ligações de hidrogênio), o que diminui sua densidade. Assim, a densidade do gelo (aproximadamente 0,92 g/cm³) é menor que a da água líquida (aproximadamente 1,0 g/cm³), permitindo a flutuação de acordo com o Princípio de Arquimedes.
O aluno acredita que a garrafa quebra por causa de uma temperatura específica de -4°C, sem entender que o rompimento se deve à expansão da água ao congelar, o que ocorre na mudança de fase.
O aluno associa a flutuação à proximidade de uma fonte de calor, confundindo a posição do gelo com a diferença de densidade que determina se ele flutua ou afunda.
O aluno tenta justificar a anomalia da água com um balanço de calor recebido, sem perceber que o fenômeno se explica pela variação da densidade com a temperatura, com máximo em torno de 4°C.
Raio-X da questão
termodinâmica e fluidos
avaliacao
densidade de fluidos · princípio de Arquimedes
Revisar conceitos básicos de termodinâmica e propriedades dos fluidos.
Confundir a relação entre densidade do gelo e da água, acreditando que o gelo deve ser mais denso para flutuar.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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