ENEM - 2020 Mesmo para peixes de aquário, como o peixe arco-íris, a temperatura da água fora da faixa ideal…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Compreender e analisar processos de produção e circulação de discursos, nas diferentes linguagens, para fazer escolhas fundamentadas em função de interesses pessoais e coletivos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
ENEM - 2020 Mesmo para peixes de aquário, como o peixe arco-íris, a temperatura da água fora da faixa ideal (26°C a 28°C), bem como sua variação brusca, pode afetar a saúde do animal. Para manter a temperatura da água dentro do aquário na média desejada, utilizam-se dispositivos de aquecimento com termostato. Por exemplo, para um aquário de 50 L, pode-se utilizar um sistema de aquecimento de 50 W otimizado para suprir sua taxa de resfriamento. Essa taxa pode ser considerada praticamente constante, já que a temperatura externa ao aquário é mantida pelas estufas. Utilize para a água o calor específico 4,0 kJ kg–1 K–1 e a densidade 1 kg L–1. Se o sistema de aquecimento for desligado por 1 h, qual o valor mais próximo para a redução da temperatura da água do aquário? Se o sistema de aquecimento for desligado por 1 h, qual o valor mais próximo para a redução da temperatura da água do aquário?
- A) 4,0ºC
- B) 3,6°C
- C) 0,9°C
- D) 0,6°C
- E) 0,3°C
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O aquecedor de 50 W compensa exatamente a taxa de resfriamento, então, desligado, a água perde energia a uma taxa de 50 J/s. O aquário tem 50 L de água e densidade 1 kg/L, logo a massa é 50 kg. O calor específico é 4,0 kJ/(kg·K).
- Calcule a energia perdida em 1 hora. Em 1 h há 3600 s, então Q = 50 J/s x 3600 s = 180.000 J = 180 kJ.
- Use a equação do calor sensível, Q = m x c x ΔT. Isolando a variação de temperatura: ΔT = Q / (m x c) = 180 kJ / (50 kg x 4,0 kJ/(kg·K)) = 180 / 200 = 0,9 K.
- Como a variação de 1 K equivale a 1 °C, a redução é de 0,9 °C, que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (4,0 °C) seria uma redução grande demais, quase igual ao valor do calor específico, indicando troca de grandezas. B (3,6 °C) aparece se a energia por kg (3,6 kJ/kg) for tomada como resposta, sem dividir pelo calor específico. D (0,6 °C) resulta de uma massa ou tempo incorretos na conta. E (0,3 °C) é fruto de erro de cálculo ou de divisão por um fator que não corresponde aos dados do enunciado.
💡 Dica: Use a fórmula Q = mcΔT para calcular a variação de temperatura.
Alternativa por alternativa
Provavelmente o aluno confundiu o calor específico (4,0) com o resultado, ou inverteu a relação entre energia, massa e calor específico, sem efetuar a divisão correta.
O aluno calculou corretamente a energia por quilograma (180 kJ / 50 kg = 3,6 kJ/kg), mas esqueceu de dividir pelo calor específico de 4,0 kJ/(kg·K).
Por que engana: Confundir unidades de energia e potência ou esquecer de converter tempo para segundos ao calcular energia.
Cálculos mostram que a redução de temperatura é de aproximadamente 0,9°C, considerando a potência do aquecedor e o calor específico.
O aluno provavelmente usou uma massa incorreta (por exemplo, 75 kg em vez de 50 kg, o que daria 0,6 K) ou converteu mal a unidade de tempo.
O aluno errou no cálculo numérico ou na conversão de energia, chegando a um valor três vezes menor que o correto, como se o divisor fosse 600 kJ/K em vez de 200 kJ/K.
Raio-X da questão
calor específico e variação temperatura
avaliacao
calor específico · densidade e massa
Estude calor específico, capacidade térmica e cálculo de variação de temperatura.
Confundir unidades de energia e potência ou esquecer de converter tempo para segundos ao calcular energia.
tomada_decisao
cotidiano
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