Em um teste de eficiência, um aquecedor elétrico fornece 84 000 J a uma panela que contém 500 g de água…
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
Em um teste de eficiência, um aquecedor elétrico fornece 84 000 J a uma panela que contém 500 g de água. Durante o aquecimento, a temperatura da água aumenta de 20 °C para 50 °C. Considere o calor específico da água igual a 4,2 J/(g °C). Qual foi o rendimento do aquecimento da água nesse teste?
- A) O rendimento do aquecimento foi de 75%.
- B) O rendimento do aquecimento foi de 70%.
- C) O rendimento do aquecimento foi de 25%.
- D) O rendimento do aquecimento foi de 84%.
- E) O rendimento do aquecimento foi de 80%.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique a energia útil, que é a energia que realmente aquece a água. Ela é dada por Q = m x c x ΔT, com m = 500 g, c = 4,2 J/(g °C) e ΔT = 50 °C - 20 °C = 30 °C. Passo 2: Calcule Q = 500 x 4,2 x 30 = 2100 x 30 = 63 000 J. Passo 3: A energia fornecida pelo aquecedor é 84 000 J. Passo 4: O rendimento é a razão entre a energia útil e a energia fornecida: η = 63 000 / 84 000 = 0,75, ou seja, 75%. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a alternativa B (70%) resulta de um erro de cálculo, pois a razão correta é 0,75; a alternativa C (25%) é a porcentagem de energia perdida, e não o rendimento; a alternativa D (84%) usa o valor 84 000 J como se fosse a porcentagem, sem fazer a divisão; a alternativa E (80%) não corresponde a nenhum cálculo correto com os dados do enunciado. Conclusão: a resposta correta é a alternativa A, coincidindo com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule Qabsorvido pela água e compare com Qfornecido
Alternativa por alternativa
A água absorveu Q = 500 x 4,2 x 30 = 63 000 J. Dividindo esse calor pela energia fornecida, obtém-se 63 000/84 000 = 0,75, ou 75%.
O aluno provavelmente errou a conta ao dividir 63 000 por 84 000 ou ao multiplicar 4,2 por 30, chegando a um valor próximo de 0,70 em vez de 0,75.
O aluno calculou a energia perdida (84 000 - 63 000 = 21 000 J) e a expressou como porcentagem do total, confundindo rendimento com perda de energia.
O aluno tomou o valor de 84 000 J fornecido no enunciado como se fosse o próprio percentual, sem calcular a energia útil nem fazer a razão entre as energias.
O aluno chegou a um valor de 80% por erro procedimental no cálculo da energia útil ou na divisão, já que o resultado correto da razão é 0,75.
Por que engana: Confundir energia fornecida com energia absorvida
Raio-X da questão
Rendimento de um processo térmico
Calcular eficiência
Multiplicação e divisão simples · Noções básicas de calor e temperatura
Calor sensível e cálculo de calor transferido
Confundir energia fornecida com energia absorvida
Laboratório ou exerc
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