Em uma viagem, uma pessoa colocou 250 g de água a 80 °C em cada um de dois recipientes térmicos iguais, ambos…

Questão

Em uma viagem, uma pessoa colocou 250 g de água a 80 °C em cada um de dois recipientes térmicos iguais, ambos em um ambiente a 20 °C. Após 15 minutos, a água do recipiente A estava a 68 °C, enquanto a do recipiente B estava a 74 °C. Para estimar a energia térmica cedida pela água, considere o modelo Q = m · c · delta T, em que m é a massa em quilogramas, c é o calor específico da água (4.200 J/(kg·°C)) e delta T é a diminuição da temperatura. Observe o esquema dos recipientes e das temperaturas inicial e final. Com base nos dados e no modelo, qual foi a energia térmica cedida pela água do recipiente A e como ela se compara à cedida pela água do recipiente B?

1. A) A água do recipiente A cedeu 71.400 J, menos energia do que a cedida pela água do recipiente B, que foi de 77.700 J.
2. B) A água do recipiente A cedeu 50.400 J, o dobro da energia cedida pela água do recipiente B, que foi de 25.200 J.
3. C) A água do recipiente A cedeu 10.500 J, mais energia do que a cedida pela água do recipiente B, que foi de 4.200 J.
4. D) A água do recipiente A cedeu 12.000 J, o dobro da energia cedida pela água do recipiente B, que foi de 6.000 J.
5. E) A água do recipiente A cedeu 12.600 J, o dobro da energia cedida pela água do recipiente B, que foi de 6.300 J.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. Cada recipiente tem 250 g de água, ou seja, m = 0,25 kg (250 g dividido por 1.000). O calor específico é c = 4.200 J/(kg·°C) e a temperatura inicial é 80 °C em ambos os casos. Pelo enunciado, a energia cedida depende da diminuição de temperatura (delta T), e não da temperatura final.
2. Calcule delta T para o recipiente A. Delta T = 80 - 68 = 12 °C.
3. Aplique o modelo Q = m · c · delta T no recipiente A. Q = 0,25 · 4.200 · 12. Como 0,25 · 4.200 = 1.050, temos Q = 1.050 · 12 = 12.600 J.
4. Calcule delta T para o recipiente B. Delta T = 80 - 74 = 6 °C.
5. Aplique o modelo no recipiente B. Q = 1.050 · 6 = 6.300 J.
6. Compare os resultados. 12.600 é exatamente o dobro de 6.300, então a água do recipiente A cedeu o dobro da energia da água do recipiente B. Isso corresponde à alternativa E.
7. Por que as outras estão erradas. A usa a temperatura final como se fosse a variação e também inverte a comparação. B esquece de converter 250 g para 0,25 kg. C faz subtrações erradas (80 - 70 e 80 - 76) e inverte a comparação. D arredonda o calor específico para 4.000 J/(kg·°C).

💡 Dica: Converta 250 g em 0,25 kg e use a diminuição de temperatura de cada recipiente.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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