Veja 6 questões-amostra de Sistemas Térmicos e Sustentabilidade com análise pedagógica completa,
para ENEM e alinhadas à BNCC.
Gere a prova inteira com as 31 questões em 30 segundos.
Sobre estas questões de Sistemas Térmicos e Sustentabilidade
Esta página reúne 31 questões de Sistemas Térmicos e Sustentabilidade voltadas para ENEM, dentro da unidade temática Conteúdos de Física, todas alinhadas à BNCC. Abaixo você encontra 6 questões-amostra com a análise pedagógica completa (gabarito comentado, ficha pedagógica e resolução passo a passo) — uma prévia do que o GeraProva monta automaticamente para a prova inteira.
O que estas questões cobram: potência absorvida; potência térmica; potência gerada por painel solar; transferência de calor.
🎯 Tipos de raciocínio exigidos: Dedutivo, Crítico, Indutivo
Como usar: professores podem aplicar estas questões diretamente em avaliações, usar como material de apoio em aula, ou gerar uma prova personalizada com o GeraProva escolhendo dificuldade, quantidade e formato. Alunos podem usar para revisão ativa, praticando a resolução antes de ver o gabarito comentado.
Prova completa de Sistemas Térmicos e Sustentabilidade em 30 segundos
Gere a prova personalizada com gabarito e folha de respostas usando as 31 questões deste tópico. Veja os planos:
Durante a construção de um sistema de aquecimento solar, um engenheiro calcula a energia absorvida por um coletor solar. Se a área do coletor é de 2 m² e a radiação solar incidente é de 800 W/m², qual é a potência total absorvida?
A) 800 W
B) 1600 W
C) 3200 W
D) 400 W
E) 2000 W
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
potência absorvida
💡 Dica de resolução
Calcule a potência multiplicando a área pela radiação solar.
✅ Resposta correta: B
Cálculo correto da potência total absorvida.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A)Apenas considera a área sem multiplicar pela intensidade.
❌ C)Erro ao dobrar a energia absorvida.
❌ D)Considera uma área incorreta.
❌ E)Erro no cálculo da potência.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar a fórmula de cálculo de potência em sistemas de aquecimento solar.
Ao projetar um sistema de climatização para um prédio, um engenheiro calcula a energia térmica necessária. Se a área a ser climatizada é de 300 m² e a carga térmica é de 150 W/m², qual é a potência total necessária para manter a temperatura desejada?
A) 30000 W
B) 45000 W
C) 60000 W
D) 75000 W
E) 90000 W
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
potência térmica
💡 Dica de resolução
Calcule a potência multiplicando a área pela carga térmica.
✅ Resposta correta: B
Cálculo correto da potência total necessária.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A)Erro ao multiplicar os valores.
❌ C)Cálculo incorreto da potência.
❌ D)Não considera a área e carga térmica corretamente.
❌ E)Valor calculado não condiz com os dados.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar o cálculo de potência em sistemas de climatização.
Em uma escola pública brasileira, um projeto de geração de energia solar prevê a instalação de painéis fotovoltaicos no telhado. Cada painel recebe uma irradiância solar de 1000 W/m². O fabricante informa que, nas condições avaliadas, 15% da energia solar recebida é convertida em energia elétrica. Um dos painéis possui área de 2 m².
Com base nessas informações, qual é a potência elétrica gerada por um desses painéis?
A) 2000 W
B) 600 W
C) 150 W
D) 30 W
E) 300 W
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
potência gerada por painel solar
💡 Dica de resolução
Calcule a potência multiplicando a eficiência pela energia solar e pela área do painel.
✅ Resposta correta: E
A potência solar recebida pelo painel é dada pelo produto da irradiância pela área: 1000 W/m² × 2 m² = 2000 W. Como apenas 15% dessa potência é convertida em energia elétrica, a potência gerada é 0,15 × 2000 W = 300 W.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A)Desconsidera a eficiência de 15% e considera que toda a potência solar incidente é convertida em energia elétrica.
❌ B)Conta a área do painel duas vezes, utilizando 2² em vez de utilizar a área informada uma única vez.
❌ C)Aplica a eficiência à irradiância, mas desconsidera a área de 2 m² do painel.
❌ D)Converte incorretamente 15% para 0,015, deslocando a vírgula uma casa a mais.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar o cálculo de potência e eficiência em sistemas de energia solar.
Em uma aula de Física, estudantes colocaram dois blocos de alumínio em um recipiente termicamente isolado, de modo que não houvesse troca de calor com o ambiente. O bloco A tinha massa de 2 kg e temperatura inicial de 80 °C, enquanto o bloco B tinha massa de 3 kg e temperatura inicial de 20 °C. Como os dois blocos eram do mesmo material, seus calores específicos podiam ser considerados iguais. Após algum tempo, os blocos atingiram o equilíbrio térmico.
Considerando que não houve mudança de estado físico, qual foi a temperatura de equilíbrio dos dois blocos?
A) 50 °C
B) 44 °C
C) 56 °C
D) 60 °C
E) 80 °C
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
transferência de calor
💡 Dica de resolução
Calcule a temperatura média usando a fórmula de equilíbrio térmico.
✅ Resposta correta: B
Como não há troca de calor com o ambiente e os blocos são do mesmo material, o calor específico é igual e pode ser cancelado na equação da conservação da energia. Assim, a temperatura de equilíbrio é dada pela média ponderada pelas massas: T = (mA·TA + mB·TB)/(mA + mB) = (2·80 + 3·20)/(2 + 3) = (160 + 60)/5 = 44 °C.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A)Resulta da utilização da média aritmética simples entre as temperaturas iniciais, sem considerar que os blocos têm massas diferentes: (80 + 20)/2 = 50 °C.
❌ C)Resulta da associação incorreta das temperaturas às massas, atribuindo 3 kg ao bloco a 80 °C e 2 kg ao bloco a 20 °C: (3·80 + 2·20)/(3 + 2) = 56 °C.
❌ D)Resulta de calcular apenas a diferença entre as temperaturas iniciais, 80 °C − 20 °C, em vez de determinar a temperatura comum de equilíbrio.
❌ E)Resulta de considerar apenas a temperatura inicial do bloco mais quente, ignorando a transferência de energia para o bloco mais frio e a condição de equilíbrio térmico.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar a fórmula de cálculo da temperatura média em sistemas térmicos.
Em uma atividade escolar, dois recipientes foram preenchidos com a mesma quantidade de água a 25 °C e colocados em uma sala a 5 °C. Um recipiente era de alumínio, e o outro tinha paredes revestidas por espuma isolante. Após dez minutos, a água do recipiente de alumínio estava a 15 °C, enquanto a do recipiente revestido estava a 22 °C. Nesse processo, a energia térmica transferiu-se da água, que estava mais quente, para o ambiente, que estava mais frio.
Com base no texto, qual explicação relaciona corretamente o resfriamento da água no recipiente metálico à função dos materiais isolantes em sistemas térmicos?
A) O alumínio retém a energia térmica junto à água, enquanto a espuma permite sua passagem livre para o ambiente frio.
B) O alumínio impede a transferência de energia térmica, enquanto a espuma aumenta essa transferência e acelera o resfriamento da água.
C) O alumínio produz energia térmica ao entrar em contato com o ambiente, enquanto a espuma absorve essa energia e aquece a água do recipiente.
D) O alumínio facilita a transferência de energia térmica para o ambiente, enquanto a espuma dificulta essa transferência e reduz o resfriamento da água.
E) O alumínio e a espuma transferem energia térmica igualmente, mas a água metálica esfria mais por possuir menor quantidade de energia.
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
transferência de calor
💡 Dica de resolução
Considere os princípios da transferência de calor e a função dos isolantes térmicos.
✅ Resposta correta: D
A energia térmica flui espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. Como o alumínio é um bom condutor térmico, ele facilita a saída de energia da água para o ambiente frio, acelerando o resfriamento. A espuma, por ser isolante, dificulta essa transferência e mantém a água quente por mais tempo.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A)A afirmação atribui ao metal uma capacidade de isolamento que não corresponde ao resultado experimental. O recipiente de alumínio apresentou maior perda de energia, e o revestimento de espuma reduziu essa perda.
❌ B)Este distrator inverte as propriedades dos materiais: metais, em geral, são bons condutores, enquanto espumas são materiais de baixa condutividade térmica.
❌ C)Materiais não produzem energia térmica apenas por entrar em contato com um ambiente. Além disso, o texto indica que a água perdeu energia, e não que foi aquecida pelos recipientes.
❌ E)Os recipientes contêm a mesma quantidade de água e ela começa à mesma temperatura. A diferença observada decorre das propriedades térmicas dos materiais, não de uma quantidade inicial menor de energia.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar os conceitos de condução, convecção e isolamento térmico.
Uma casa utiliza um sistema de aquecimento solar. O coletor térmico tem uma área de 2 m² e recebe uma radiação solar média de 800 W/m². Qual é a potência total gerada pelo coletor?
A) 800 W
B) 1600 W
C) 3200 W
D) 400 W
E) 1200 W
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
potência gerada por coletor solar
💡 Dica de resolução
Calcule a potência multiplicando a área pela radiação solar.
✅ Resposta correta: B
Cálculo correto da potência total gerada pelo coletor.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A)Este valor representa a potência em uma área de 1 m².
❌ C)Este valor considera uma área maior do que a disponível.
❌ D)Este valor é menor do que a potência de um único coletor.
❌ E)Este resultado não corresponde ao cálculo da potência total.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar a fórmula de cálculo de potência em sistemas de aquecimento solar.
As questões desta página desenvolvem as seguintes habilidades da Base Nacional Comum Curricular:
EM13CNT102Realizar 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.
EM13CNT106Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
EM13CNT205Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
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