Uma das características meteorológicas da cidade de São Paulo é a grande diferença de temperatura registrada…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Uma das características meteorológicas da cidade de São Paulo é a grande diferença de temperatura registrada em um mesmo instante entre diversos pontos do município. Segundo dados do Instituto Nacional de Meteorologia, a menor temperatura registrada nessa cidade foi –2 ºC, no dia 2 de agosto de 1955, embora haja algumas indicações, não oficiais, de que, no dia 24 de agosto de 1898, registrou-se a temperatura de –4 ºC. Em contrapartida, a maior temperatura teria sido 37 ºC, medida em 20 de janeiro de 1999. Considerando-se 100 g de água, sob pressão atmosférica normal, inicialmente a –4 ºC, para chegar a 37 ºC, a quantidade de Energia Térmica que esta massa deverá receber é DADOS: ÁGUA Calor latente de Fusão (Lf): 80 cal/g Calor específico, no estado sólido (c): 0,50 cal/(gºC) Calor específico, no estado líquido (c): 1,0 cal/(gºC) a quantidade de Energia Térmica que esta massa deverá receber é (Mackenzie 2013)
- A) 11,3 kcal
- B) 11,5 kcal
- C) 11,7 kcal
- D) 11,9 kcal
- E) 12,1 kcal
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique as etapas. A água começa como gelo a -4 ºC e termina como líquido a 37 ºC, então há três etapas de aquecimento: (1) gelo de -4 ºC até 0 ºC; (2) fusão do gelo a 0 ºC; (3) água líquida de 0 ºC até 37 ºC.
- Calcule a etapa 1 (sólido, calor sensível): Q1 = m x c_sólido x variação de temperatura = 100 x 0,50 x (0 - (-4)) = 200 cal.
- Calcule a etapa 2 (fusão, calor latente): Q2 = m x Lf = 100 x 80 = 8000 cal.
- Calcule a etapa 3 (líquido, calor sensível): Q3 = m x c_líquido x variação de temperatura = 100 x 1,0 x (37 - 0) = 3700 cal.
- Some as três parcelas: Q total = 200 + 8000 + 3700 = 11900 cal, ou seja, 11,9 kcal. Alternativa D.
- Por que as outras estão erradas: A) 11,3 kcal resulta de erro de sinal ao calcular a variação de temperatura do líquido e de omissão da etapa do gelo; B) 11,5 kcal surge de subtrair em vez de somar o aquecimento do gelo; C) 11,7 kcal ignora totalmente o aquecimento do gelo de -4 ºC a 0 ºC; E) 12,1 kcal usa o calor específico da água líquida (1,0) para o gelo, em vez do valor 0,50 dado para o estado sólido.
💡 Dica: Calcule a energia para aquecer o gelo até 0 ºC, fundi-lo e aquecer a água até 37 ºC.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula a variação de temperatura da água líquida com erro de sinal (37 - 4 = 33 em vez de 37 - 0 = 37) e também deixa de contabilizar o aquecimento do gelo.
O aluno calcula corretamente as três parcelas, mas subtrai o calor sensível do gelo (200 cal) em vez de somá-lo, obtendo 8000 + 3700 - 200 = 11500 cal.
O aluno considera apenas a fusão e o aquecimento da água líquida, esquecendo que o gelo precisa ser aquecido de -4 ºC até 0 ºC antes de derreter.
É a resposta que o enunciado sustenta.
O aluno usa o calor específico da água líquida (1,0 cal/(g ºC)) para o gelo, em vez do calor específico do estado sólido (0,50 cal/(g ºC)), obtendo 100 x 1,0 x 4 = 400 cal na primeira etapa.
Raio-X da questão
calor específico e calor latente
avaliacao
calor específico · calor latente de fusão
estude calor específico, calor latente e troca de calor
Confundir calor específico com calor latente ou esquecer de considerar a mudança de estado.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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