FísicaUFPRBNCC EM13CNT203Difícil⏱ medio

Um dado objeto de massa constante m = 300 g está a uma temperatura T0 = 30 ºC. Seu calor específico vale c =…

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 dado objeto de massa constante m = 300 g está a uma temperatura T0 = 30 ºC. Seu calor específico vale c = 0,4 J/g.ºC. Esse objeto passa por um processo termodinâmico que retira uma dada quantidade de calor Q, de modo que o objeto chega à temperatura T = 10 ºC sem sofrer mudanças de estado físico. Em todo esse processo, seu calor específico é considerado constante. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da quantidade de calor Q retirada do objeto durante o processo. (UFPR 2024)

A) Q = 0,24 kJ
B) Q = 1,2 kJ
C) Q = 2,4 kJ
D) Q = 12 kJ

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados. m = 300 g, c = 0,4 J/g.ºC, T0 = 30 ºC e T = 10 ºC. Como o objeto não muda de estado físico, a quantidade de calor trocada é calculada por Q = m × c × ΔT. Passo 2: Calcule a variação de temperatura. ΔT = T - T0 = 10 - 30 = -20 ºC. O sinal negativo indica que o objeto perdeu calor, então o módulo da variação é 20 ºC. Passo 3: Calcule o calor. Q = 300 × 0,4 × 20 = 120 × 20 = 2400 J, em módulo. Passo 4: Converta para quilojoules, dividindo por 1000: 2400 J = 2,4 kJ. Passo 5: Conclusão. O calor retirado do objeto vale 2,4 kJ, que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 0,24 kJ resultaria de um erro de vírgula na conversão de 2400 J para kJ. B) 1,2 kJ equivale a usar a temperatura final de 10 ºC como variação de temperatura. D) 12 kJ resulta de multiplicar a massa pela soma das temperaturas (300 × 40 = 12000 J), o que não faz sentido físico.

💡 Dica: Use a fórmula Q = m c ΔT para calcular a quantidade de calor.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Atenção

O aluno calculou corretamente 2400 J, mas errou a conversão para quilojoules, deslocando a vírgula e obtendo 0,24 kJ em vez de 2,4 kJ.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno usou a temperatura final de 10 ºC como se fosse a variação de temperatura, obtendo 300 × 0,4 × 10 = 1200 J, e não o módulo da diferença de 20 ºC.

C Correta

CORRETA. O cálculo correto é Q = m.c.ΔT = 300 g × 0,4 J/g.ºC × (10 ºC - 30 ºC) = 300 × 0,4 × (-20) = -2400 J = -2,4 kJ, indicando que 2,4 kJ de calor foram retirados.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno somou as temperaturas inicial e final (30 + 10 = 40) e multiplicou pela massa, obtendo 12000 J, em vez de usar a diferença entre elas.

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🧩 progressao

🎯 Conceito central

calor específico e quantidade de calor

📌 Objetivo

diagnostico

🧱 Pré-requisitos

calor específico · variação de temperatura

📚 Reveja

Estude a relação entre calor específico, massa, variação de temperatura e calor trocado.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a variação de temperatura ou esquecer de converter unidades de massa ou temperatura.

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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