Uma panela de ferro de calor específico = 0,1 cal/(g.ºC) que está sobre um armário de 2,10 m de altura cai no…
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 panela de ferro de calor específico = 0,1 cal/(g.ºC) que está sobre um armário de 2,10 m de altura cai no piso da cozinha. Admitindo que toda a energia mecânica da panela tenha sido convertida em calor e que 80% dela foi absorvida pela panela, a sua elevação de temperatura será de Adote g = 10 m/s² e 1 cal = 4,2 J (Mackenzie 2014)
- A) 0,04 ºC
- B) 0,08 ºC
- C) 0,12 ºC
- D) 0,16 ºC
- E) 0,20 ºC
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calcule a energia mecânica da panela por unidade de massa. Como a energia potencial é m·g·h, dividindo pela massa resulta g·h = 10 × 2,10 = 21 J/kg, ou seja, 0,021 J/g. A massa não precisa ser conhecida, porque ela se cancela no final.
- Considere que apenas 80% dessa energia foi absorvida pela panela. Por grama, isso dá 0,8 × 0,021 = 0,0168 J/g.
- Converta joules em calorias usando 1 cal = 4,2 J. Obtém-se 0,0168 / 4,2 = 0,004 cal/g.
- Use a equação do calor sensível Q = m·c·ΔT. Por grama, 0,004 = 0,1 × ΔT, logo ΔT = 0,04 ºC. Essa é a alternativa A, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A B (0,08 ºC) dobra o resultado correto, o que indica um erro na conversão de unidades ou no fator de energia. A C (0,12 ºC) e a D (0,16 ºC) são múltiplos do valor correto e surgem de cálculos com fatores errados. A E (0,20 ºC) é cinco vezes o valor correto, o que sugere que a conversão de joules para calorias foi feita de forma invertida ou que o fator 0,8 foi aplicado de maneira incorreta.
💡 Dica: Calcule a energia potencial, converta para calor e use o calor específico para encontrar a variação de temperatura.
Alternativa por alternativa
CORRETA. A energia potencial (mgh) é convertida em calor, 80% é absorvido pela panela, e ao aplicar a fórmula Q = m·c·ΔT, considerando a conversão de unidades, chega-se a um aumento de temperatura de 0,04 ºC.
O aluno provavelmente errou o fator de conversão de unidades ou aplicou o rendimento de 80% de forma incorreta, obtendo o dobro do valor real.
O aluno pode ter confundido a relação entre energia e calor, aplicando um fator multiplicativo indevido à energia potencial ou ao calor específico.
O aluno provavelmente errou a conversão entre joules e calorias ou usou uma altura ou gravidade diferente da indicada no enunciado.
O aluno provavelmente inverteu a conversão de joules para calorias ou esqueceu de dividir pelo calor específico, o que multiplica o resultado por um fator grande.
Raio-X da questão
energia mecânica, calor específico, temperatura
diagnostico
energia potencial gravitacional · calor específico
energia potencial gravitacional e calor específico
Confundir energia mecânica com energia térmica ou esquecer de aplicar o percentual de energia absorvida pela panela.
pensamento_critico
cotidiano
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog