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Os manuais de aparelhos celulares recomendam que estes permaneçam distantes do corpo por pelo menos 2,5 cm…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT102

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

Os manuais de aparelhos celulares recomendam que estes permaneçam distantes do corpo por pelo menos 2,5 cm, pois a Organização Mundial de Saúde (OMS) divulgou um relatório sobre o impacto, na saúde humana, da radiação emitida por estes aparelhos, informando que os sinais emitidos por eles conseguem penetrar até 1 cm nos tecidos humanos, provocando um aumento de temperatura. Considere que: • os sinais emitidos pelos celulares têm, em média, potência de 0,5 W e são gerados apenas durante o uso do telefone; • 1 W (um watt) = 1 J/s ( um joule de energia por segundo); • o calor específico da água vale 4,2 J/g°C, ou seja, são necessários 4,2 J para variar em 1º C a temperatura de 1 g de água. Supondo que a radiação emitida por um desses aparelhos seja usada para aquecer 100 g de água e que apenas 50% da energia emitida pelo celular seja aproveitada para tal, o tempo necessário para elevar a temperatura dessa quantidade de água de 1ºC será de (ETEC 2010)

  1. A) 10 min.
  2. B) 19 min.
  3. C) 23 min.
  4. D) 28 min.
  5. E) 56 min.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

  1. Calcule a energia necessaria para elevar 100 g de agua em 1 C: Q = m c Delta T = 100 x 4,2 x 1 = 420 J.
  2. Calcule a potencia util. Apenas 50% dos 0,5 W sao aproveitados: P_util = 0,25 W = 0,25 J/s.
  3. Calcule o tempo: t = Q / P_util = 420 / 0,25 = 1680 s.
  4. Converta para minutos: 1680 / 60 = 28 min. A alternativa D esta correta.
  5. Verificacao das demais: A (10 min) daria apenas 150 J; B (19 min) e C (23 min) nao correspondem a nenhum calculo coerente com os dados; E (56 min) resulta de aplicar o rendimento duas vezes.

💡 Dica: Calcule Q = m c Delta T, depois aplique o rendimento de 50% sobre a potencia e divida a energia pela potencia util, convertendo segundos em minutos.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

Aluno pode ter dividido a energia por uma potencia maior ou errado na conta de tempo, obtendo 10 min.

B Erradaerro: Procedimental

Erro de calculo ou arredondamento na conversao de segundos para minutos.

C Erradaerro: Procedimental

Erro numerico na divisao 420 / 0,25 ou na conversao de segundos para minutos.

D Correta

CORRETA. Q = 100 x 4,2 x 1 = 420 J; potencia util = 50% de 0,5 W = 0,25 W; t = 420/0,25 = 1680 s = 28 min.

E Erradaerro: Atençãoa que mais engana

Aluno aplica o fator de 50% duas vezes, usando potencia util de 0,125 W.

Por que engana: Esquecer o rendimento de 50% ou aplica-lo duas vezes

Raio-X da questão

Dificuldade Média
Bloom Aplicar
Leitura medio
Discriminação medio
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio
🎯 Conceito central

Calorimetria e potencia eletrica util

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

Calor sensivel (Q = m c Delta T) · Potencia como energia por tempo

📚 Reveja

Relacao entre energia, potencia e tempo com rendimento

⚠️ Erro mais comum

Esquecer o rendimento de 50% ou aplica-lo duas vezes

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🏫 Contexto

cotidiano

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