FísicaENEMFácil⏱ curto

Em uma cozinha, duas chaleiras idênticas recebem água à temperatura inicial de 25 °C. Cada uma contém 0,20 kg…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Em uma cozinha, duas chaleiras idênticas recebem água à temperatura inicial de 25 °C. Cada uma contém 0,20 kg de água, cujo calor específico é 4 200 J/(kg·°C). Durante o aquecimento, a chaleira A transfere 8 400 J para a água, enquanto a chaleira B transfere 16 800 J. Despreze as perdas de calor para o ambiente. Observe o esquema comparativo das duas chaleiras. Com base nos dados, qual é a diferença entre as temperaturas finais da água nas duas chaleiras?

A) A água da chaleira B termina 20 °C mais quente que a água da chaleira A.
B) A água da chaleira B termina 5 °C mais quente que a água da chaleira A.
C) A água da chaleira B termina 10 °C mais quente que a água da chaleira A.
D) A água da chaleira B termina 15 °C mais quente que a água da chaleira A.
E) A água da chaleira B termina 30 °C mais quente que a água da chaleira A.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados. Massa de água em cada chaleira: m = 0,20 kg. Calor específico: c = 4 200 J/(kg·°C). Temperatura inicial: 25 °C. Calor recebido: 8 400 J pela chaleira A e 16 800 J pela chaleira B. Como as chaleiras são idênticas e as perdas são desprezadas, toda a energia transferida vai para a água.
Calcule a capacidade térmica da água em cada chaleira, que é o produto m x c. Temos 0,20 x 4 200 = 840 J/°C.
Use a equação do calor sensível Q = m x c x variação de temperatura, isolando a variação: variação = Q / (m x c).
Chaleira A: variação = 8 400 / 840 = 10 °C. A temperatura final é 25 + 10 = 35 °C.
Chaleira B: variação = 16 800 / 840 = 20 °C. A temperatura final é 25 + 20 = 45 °C.
A diferença entre as temperaturas finais é 45 - 35 = 10 °C, ou seja, a água da chaleira B termina 10 °C mais quente. Esse resultado também pode ser obtido pela diferença de energia: 16 800 - 8 400 = 8 400 J, dividido por 840 J/°C, dá 10 °C. Gabarito: C.
Por que as outras estão erradas. A (20 °C) é a variação de temperatura da chaleira B, não a diferença entre as duas. B (5 °C) resulta de uma divisão incorreta, pois a massa de água não é a soma das duas chaleiras. D (15 °C) é a média das duas variações, e não a diferença entre elas. E (30 °C) é a soma das duas variações, quando a pergunta pede a diferença.

💡 Dica: Calcule delta T=Q/(mc) para cada chaleira e subtraia os resultados.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno calculou corretamente a elevação de temperatura da chaleira B (20 °C), mas esqueceu de subtrair a elevação da chaleira A e tomou o valor de B como resposta.

Por que engana: Usar a energia transferida como se fosse diretamente a diferença de temperatura, sem dividir por mc.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno dividiu a diferença de energia (8 400 J) pela capacidade térmica de 1 680 J/°C, que corresponde a uma massa de 0,40 kg, somando a água das duas chaleiras como se fosse uma só.

C Correta

Pela relação Q = m.c.delta T, a água da chaleira A aumenta 10 °C e a da chaleira B aumenta 20 °C. Como ambas começam a 25 °C, suas temperaturas finais são 35 °C e 45 °C, respectivamente.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno tirou a média das elevações de temperatura (10 °C e 20 °C, resultando em 15 °C) em vez de calcular a diferença entre elas.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno somou as duas elevações de temperatura (10 °C + 20 °C = 30 °C) em vez de subtraí-las, confundindo a noção de diferença com a de soma.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom aplicar

Leitura baixo

Discriminação baixo

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 abertura

🎯 Conceito central

Calorimetria: relação entre calor e variação de temperatura.

📌 Objetivo

fixacao

🧱 Pré-requisitos

Calor específico e massa. · Variação de temperatura e operações com unidades.

📚 Reveja

Equação fundamental da calorimetria, Q=mcdelta T.

⚠️ Erro mais comum

Usar a energia transferida como se fosse diretamente a diferença de temperatura, sem dividir por mc.

🏫 Contexto

cotidiano

Questões parecidas com resolução

Todas as questões de Calor Sensível, Latente e Trocas de Calor

🔎 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