FísicaUFPRBNCC EM13CNT203Difícil⏱ medio

Um calorímetro ideal contém 200 g de água a uma temperatura T0 = 20 ºC ao nível do mar. Uma certa quantidade…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT203

Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um calorímetro ideal contém 200 g de água a uma temperatura T0 = 20 ºC ao nível do mar. Uma certa quantidade de calor correspondendo a 48 kJ é transferida à água, que atinge uma temperatura T. Supondo que todo o calor transferido foi absorvido pela água, sabendo que o calor específico da água vale c = 1 cal/g ºC e considerando a conversão 1 cal = 4 J, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da temperatura final da água, que se mantém líquida em todo o processo. (UFPR 2022)

A) T = 60 ºC.
B) T = 70 ºC.
C) T = 80 ºC.
D) T = 90 ºC.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Converta a energia para calorias, pois o calor específico está em cal/(g ºC). Como 1 cal = 4 J, 48 kJ = 48000 J, e 48000 J / 4 = 12000 cal. Passo 2: Use a equação do calor sensível Q = m c ΔT. Com m = 200 g e c = 1 cal/(g ºC), temos 12000 = 200 x 1 x ΔT, logo ΔT = 60 ºC. Passo 3: Calcule a temperatura final: T = T0 + ΔT = 20 + 60 = 80 ºC. Esse valor está abaixo de 100 ºC, o que confirma que a água permanece líquida, como o enunciado afirma. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A alternativa A (60 ºC) é o próprio ΔT, que esqueceu de somar a temperatura inicial. A alternativa B (70 ºC) corresponde a um ΔT de 50 ºC, resultado de erro aritmético ou de conversão de unidades. A alternativa D (90 ºC) corresponde a um ΔT de 70 ºC, também incompatível com a conversão correta. Passo 5: Conclusão: a resposta correta é T = 80 ºC, alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Converta as unidades de calor e use a fórmula Q = m c ΔT para encontrar a temperatura final.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno calculou corretamente a variação de temperatura (60 ºC), mas registrou esse valor como temperatura final, esquecendo de somar a temperatura inicial T0 = 20 ºC.

B Erradaerro: Atenção

O aluno errou na conversão de joules para calorias ou na divisão, obtendo uma variação de temperatura de 50 ºC, e somou 20 ºC a esse valor.

C Correta

CORRETA. A temperatura final de 80 ºC é obtida corretamente ao converter 48 kJ para calorias e aplicar Q = m·c·ΔT, considerando a massa e o calor específico da água.

D Erradaerro: Atenção

O aluno errou a conversão de unidades entre kJ, J e cal, chegando a uma variação de 70 ºC, e somou a T0 para obter 90 ºC.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

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

🎯 Conceito central

calor específico e transferência de calor

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

unidades de medida de calor · conversão de energia

📚 Reveja

estude calor específico, conversão de unidades e cálculo de variação de temperatura

⚠️ Erro mais comum

Erro comum é não converter corretamente as unidades de calor de kJ para cal ou J, levando a cálculo incorreto da temperatura final.

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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🔎 Resolver outra questão

Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.

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