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Em um experimento de controle de aquecimento, uma chaleira elétrica fornece 58 800 J exclusivamente a 400 g de…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Em um experimento de controle de aquecimento, uma chaleira elétrica fornece 58 800 J exclusivamente a 400 g de água. A água inicia o processo a 20 °C. Considere o calor específico da água igual a 4 200 J/(kg °C) e despreze as perdas de calor para o ambiente e para a chaleira. Qual será a temperatura final da água ao término desse aquecimento?

A) A temperatura final da água será de 75 °C.
B) A temperatura final da água será de 60 °C.
C) A temperatura final da água será de 55 °C.
D) A temperatura final da água será de 90 °C.
E) A temperatura final da água será de 35 °C.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados. Q = 58 800 J, m = 400 g = 0,4 kg, c = 4 200 J/(kg °C), temperatura inicial = 20 °C.
Use a equação do calor sensível, Q = m x c x ΔT. Como toda a energia fornecida aquece a água, Q é o calor absorvido pela água.
Calcule o produto m x c = 0,4 x 4 200 = 1 680 J/°C. Esse valor indica quanta energia é necessária para elevar a temperatura de 1 °C.
Isole a variação de temperatura: ΔT = Q / (m x c) = 58 800 / 1 680 = 35 °C.
Calcule a temperatura final: T final = T inicial + ΔT = 20 + 35 = 55 °C. Logo, a alternativa C está correta, em concordância com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas. A (75 °C) implicaria ΔT de 55 °C, o que exigiria uma energia bem maior que 58 800 J. B (60 °C) implicaria ΔT de 40 °C, incompatível com o cálculo. D (90 °C) implicaria ΔT de 70 °C, o que só ocorreria com metade da massa. E (35 °C) corresponde apenas à variação de temperatura, sem somar a temperatura inicial.

💡 Dica: usar Q = m*c*ΔT, converter massa para kg

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente encontrou ΔT de 55 °C e somou esse valor aos 20 °C iniciais, ou errou a divisão de Q pelo produto m x c.

B Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente calculou uma variação de temperatura de 40 °C por erro na divisão de 58 800 pelo produto m x c, sem conferir o resultado.

C Correta

A variação de temperatura é dada por Q = m c ΔT. Assim, ΔT = 58 800/(0,4 x 4 200) = 35 °C. Somando essa variação à temperatura inicial, obtém-se 55 °C.

D Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente usou a massa de 200 g (0,2 kg) em vez de 400 g, obtendo ΔT de 70 °C, ou seja, uma temperatura final de 90 °C.

E Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno provavelmente confundiu a variação de temperatura (ΔT = 35 °C) com a temperatura final, esquecendo de somar a temperatura inicial de 20 °C.

Por que engana: não converter massa para kg, calcular ΔT errado

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom aplicar

Leitura básico, te

Discriminação Médio

Peso pedagógico médio, ref

Autonomia do enunciado alta, enunciado comp

Cobertura da habilidade comprensão

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ direto, sem elemento🧩 avaliar compreensão

🎯 Conceito central

calor sensível e variação de temperatura

📌 Objetivo

calcular temperatura

🧱 Pré-requisitos

conversão de unidades (g para kg) · multiplicação e divisão simples

📚 Reveja

unidades de medida e manipulação de fórmula

⚠️ Erro mais comum

não converter massa para kg, calcular ΔT errado

🏫 Contexto

situação comum de la

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

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