Foi realizada uma experiência em que se utilizava uma lâmpada de incandescência para, ao mesmo tempo, aquecer…
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
Foi realizada uma experiência em que se utilizava uma lâmpada de incandescência para, ao mesmo tempo, aquecer 100 g de água e 100 g de areia. Sabe-se que, aproximadamente, 1 cal = 4 J e que o calor específico da água é de 1 cal/g °C e o da areia é 0,2 cal/g °C. Durante 1 hora, a água e a areia receberam a mesma quantidade de energia da lâmpada, 3,6 kJ, e verificou-se que a água variou sua temperatura em 8 °C e a areia em 30 °C. Podemos afirmar que a água e a areia, durante essa hora, perderam, respectivamente, a quantidade de energia para o meio, em kJ, igual a UNESP - 2011
- A) 0,4 e 3,6.
- B) 2,4 e 3,6.
- C) 0,4 e 1,2.
- D) 1,2 e 0,4.
- E) 3,6 e 2,4.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Calcule a energia que a água absorveu. Q = m x c x ΔT = 100 g x 1 cal/g°C x 8 °C = 800 cal. Como 1 cal = 4 J, Q = 3200 J = 3,2 kJ. Passo 2: Como a água recebeu 3,6 kJ da lâmpada, a energia perdida para o meio foi 3,6 - 3,2 = 0,4 kJ. Passo 3: Calcule a energia que a areia absorveu. Q = 100 g x 0,2 cal/g°C x 30 °C = 600 cal = 2400 J = 2,4 kJ. Passo 4: A areia também recebeu 3,6 kJ, então a energia perdida para o meio foi 3,6 - 2,4 = 1,2 kJ. Passo 5: Portanto, a água perdeu 0,4 kJ e a areia perdeu 1,2 kJ, o que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial. Passo 6: Por que as outras estão erradas: a alternativa A considera que a areia perdeu toda a energia recebida; a alternativa B troca a energia absorvida pela areia com a energia total recebida; a alternativa D inverte os resultados da água e da areia; a alternativa E usa a energia absorvida como se fosse a energia perdida.
💡 Dica: Calcule a energia absorvida e subtraia da energia fornecida para encontrar a energia perdida.
Alternativa por alternativa
O aluno acerta a água (0,4 kJ), mas para a areia usa a energia total recebida (3,6 kJ) como perda, ignorando que a areia já havia absorvido 2,4 kJ para aquecer 30 °C.
O aluno calcula corretamente o calor absorvido pela areia (2,4 kJ), mas o usa como perda da água e depois atribui 3,6 kJ à areia, sem relacionar as grandezas com o balanço de energia de cada material.
Por que engana: Confundir energia absorvida com energia fornecida ou esquecer de converter unidades corretamente.
Correta porque calcula, para cada substância, a energia efetivamente utilizada para aquecer (Q = m·c·?T), subtrai do total recebido 3,6 kJ e obtém a energia perdida para o meio: água ? 3,6 - 3,2 = 0,4 kJ; areia ? 3,6 - 2,4 = 1,2 kJ.
O aluno troca as substâncias: associa a perda de 1,2 kJ à água e a de 0,4 kJ à areia, provavelmente sem comparar o calor específico da água (1 cal/g°C) com o da areia (0,2 cal/g°C).
O aluno confunde energia recebida com energia perdida: indica 3,6 kJ para a água, que é o total fornecido pela lâmpada, e 2,4 kJ para a areia, que é apenas a energia que ela absorveu para aquecer.
Raio-X da questão
calor especifico e energia termica
avaliacao
calor especifico · conversao de unidades de energia
estude calor especifico, energia termica e conversao de unidades
Confundir energia absorvida com energia fornecida ou esquecer de converter unidades corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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