O esquema representa um calorímetro utilizado para a determinação do valor energético dos alimentos. [IMAGEM]…
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
O esquema representa um calorímetro utilizado para a determinação do valor energético dos alimentos. [IMAGEM] A tabela nutricional de determinado tipo de azeite de oliva traz a seguinte informação: “Uma porção de 13 mL (1 colher de sopa) equivale a 108 kcal.” Considere que o calor específico da água seja 1 kcal · kg?¹ · °C?¹ e que todo o calor liberado na combustão do azeite seja transferido para a água. Ao serem queimados 2,6 mL desse azeite, em um calorímetro contendo 500 g de água inicialmente a 20,0 °C e à pressão constante, a temperatura da água lida no termômetro deverá atingir a marca de UNESP - 2017
- A) 21,6 °C.
- B) 33,2 °C.
- C) 45,2 °C.
- D) 63,2 °C.
- E) 52,0 °C.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique a energia liberada por 2,6 mL de azeite. Pela tabela, 13 mL correspondem a 108 kcal. Como 2,6 mL é um quinto de 13 mL (2,6 / 13 = 0,2), a energia liberada é 0,2 × 108 = 21,6 kcal.
- Converta a massa de água para quilogramas. 500 g equivalem a 0,5 kg.
- Aplique a equação do calor sensível, Q = m × c × ΔT, em que Q é a energia transferida à água, m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura. Como todo o calor liberado é transferido para a água, Q = 21,6 kcal.
- Calcule a variação de temperatura. Com c = 1 kcal/(kg·°C), temos 21,6 = 0,5 × 1 × ΔT, logo ΔT = 21,6 / 0,5 = 43,2 °C.
- Determine a temperatura final. A água começou a 20,0 °C, então a temperatura final é 20,0 + 43,2 = 63,2 °C, que corresponde à alternativa D.
- Por que as outras estão erradas: A) 21,6 °C é o valor da energia em kcal, não a temperatura, pois falta dividir pela massa e pelo calor específico. B) 33,2 °C indica uma variação de apenas 13,2 °C, resultado de erro na proporção usada para achar a energia. C) 45,2 °C corresponde a uma variação de 25,2 °C, resultado de erro na regra de três ou na conversão de unidades. E) 52,0 °C corresponde a uma variação de 32 °C, sugerindo erro no cálculo da energia liberada pela porção.
💡 Dica: Calcule o calor liberado e use a fórmula Q = m·c·ΔT para encontrar a variação de temperatura.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou corretamente a energia liberada (21,6 kcal), mas tomou esse valor como a temperatura final, sem aplicar Q = m × c × ΔT.
O aluno errou a proporção entre o volume de azeite queimado e a energia da porção de 13 mL, o que levou a uma variação de temperatura de cerca de 13,2 °C.
Por que engana: Erro comum é não converter corretamente o volume para massa ou esquecer que todo calor é transferido para a água.
O aluno calculou a energia de forma incorreta, por erro na regra de três ou na conversão de unidades, chegando a uma variação de temperatura de cerca de 25,2 °C.
Correta. 2,6 mL de azeite correspondem a 2,6 / 13 = 0,2 porções, o que equivale a 0,2 × 108 kcal = 21,6 kcal. Usando Q = m·c·?T com m = 0,5 kg, c = 1 kcal/kg·°C, temos: 21,6 = 0,5 × 1 × ?T ? ?T = 43,2 °C. A temperatura final é 20,0 + 43,2 = 63,2 °C.
O aluno obteve uma energia liberada incorreta na etapa de proporcionalidade e, na sequência, uma variação de 32 °C, somando-a à temperatura inicial.
Raio-X da questão
calor específico e energia
avaliacao
calor específico da água · conversão de unidades de energia
estude calor específico, energia e calorimetria
Erro comum é não converter corretamente o volume para massa ou esquecer que todo calor é transferido para a água.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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