Sobre estas questões de Sistemas Térmicos e Sustentabilidade
Esta página reúne 108 questões de Sistemas Térmicos e Sustentabilidade voltadas para Ensino Médio, 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: calor e temperatura; energia útil em aquecedor solar; energia elétrica consumida; eficiência de sistemas térmicos.
Objetivos pedagógicos principais: avaliacao.
6F · 3M · 1D
Distribuição de dificuldade
🧠 Habilidades cognitivas (Bloom): Aplicar, Lembrar, Compreender, Analisar, Avaliar
🎯 Tipos de raciocínio exigidos: Dedutivo, Indutivo, Crítico
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.
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Questão 1BNCC EM13CNT101Fácil🧠 Aplicar⏱ medio
Durante um teste de eficiência de um aquecedor portátil, uma equipe aqueceu 2,0 kg de água utilizando 500 J de energia térmica. Considere que não houve perdas de calor para o ambiente e que o calor específico da água é 4.186 J/(kg·°C).
Com base nos dados do experimento, qual foi aproximadamente a variação de temperatura da água?
- A) 0,006 °C
- B) 0,120 °C
- C) 0,030 °C
- D) 0,240 °C
- E) 0,060 °C
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
calor e temperatura
💡 Dica de resolução
Use a fórmula Q = m * c * ΔT para encontrar a variação de temperatura.
✅ Resposta correta: E
A relação entre calor, massa, calor específico e variação de temperatura é Q = m·c·ΔT. Portanto, ΔT = Q/(m·c) = 500/[2,0·4.186] = 500/8.372 ≈ 0,0597 °C, que corresponde aproximadamente a 0,060 °C.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A) Resulta de inserir um zero a mais no valor do calor específico, usando 41.860 J/(kg·°C) em vez de 4.186 J/(kg·°C): ΔT = 500/(2,0·41.860) ≈ 0,006 °C.
❌ B) Resulta de dividir o calor apenas pelo calor específico, omitindo a massa da água: ΔT = 500/4.186 ≈ 0,120 °C.
❌ C) Resulta de considerar incorretamente uma massa de 4,0 kg, o dobro da massa informada: ΔT = 500/(4,0·4.186) ≈ 0,030 °C.
❌ D) Resulta de usar incorretamente metade do valor do calor específico, 2.093 J/(kg·°C), no cálculo: ΔT = 500/(2,0·2.093) ≈ 0,120 °C; ao associar essa redução também à massa, chega-se equivocadamente a 0,240 °C.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar a relação entre calor, massa, calor específico e variação de temperatura.
📋 Ficha pedagógica
Objetivo: avaliacao
Raciocínio: Dedutivo
Taxonomia Bloom: Aplicar
Dificuldade: Fácil
Tempo estimado: medio
Nível de leitura: medio
Estilo do enunciado: calculativa
Contexto de aplicação: cientifico
Papel na prova: consolidacao
Peso pedagógico: alto
Poder de discriminação: alto
Autonomia do enunciado: completo
Cobertura da habilidade: unica
Indicações: Simulado · Diagnóstico · Exige cálculo · Cotidiano
Questão 2BNCC EM13CNT102Média🧠 Aplicar⏱ medio
Um protótipo de aquecedor solar captura 2500 J de energia solar. Se sua eficiência é de 80%, qual é a energia útil (E_util) disponível para aquecer um líquido?
- A) 2000 J
- B) 2100 J
- C) 2400 J
- D) 1800 J
- E) 2500 J
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
energia útil em aquecedor solar
💡 Dica de resolução
Calcule a energia útil multiplicando a energia solar pela eficiência.
✅ Resposta correta: A
Cálculo correto: E_util = 2500 J × 0,8 = 2000 J.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ B) Cálculo incorreto. Revise a fórmula de eficiência.
❌ C) Cálculo incorreto. Verifique a aplicação da eficiência.
❌ D) Cálculo incorreto. Confira a eficiência.
❌ E) Total de energia, não leva em conta a eficiência.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar o cálculo de eficiência em sistemas de energia.
📋 Ficha pedagógica
Objetivo: avaliacao
Raciocínio: Dedutivo
Taxonomia Bloom: Aplicar
Dificuldade: Média
Tempo estimado: medio
Nível de leitura: medio
Estilo do enunciado: calculativa
Contexto de aplicação: cientifico
Papel na prova: progressao
Peso pedagógico: medio
Poder de discriminação: alto
Autonomia do enunciado: completo
Cobertura da habilidade: unica
Indicações: Simulado · Diagnóstico · Exige cálculo
Questão 3BNCC EM13CNT101Fácil🧠 Aplicar⏱ medio
Um sistema térmico eficiente deve operar com uma fonte de calor. Se um aquecedor consome 600 W e funciona por 2 horas, qual é a energia consumida em quilowatt-hora (kWh)?
- A) 1,0 kWh
- B) 1,2 kWh
- C) 1,5 kWh
- D) 0,6 kWh
- E) 2,0 kWh
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
energia elétrica consumida
💡 Dica de resolução
Calcule a energia multiplicando a potência pelo tempo em horas.
✅ Resposta correta: B
Cálculo correto: E = 0,6 kW * 2 h = 1,2 kWh.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A) Cálculo realizado incorretamente.
❌ C) Cálculo realizado incorretamente.
❌ D) Cálculo realizado incorretamente.
❌ E) Cálculo realizado incorretamente.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar a conversão de watts para quilowatt-hora.
📋 Ficha pedagógica
Objetivo: avaliacao
Raciocínio: Dedutivo
Taxonomia Bloom: Aplicar
Dificuldade: Fácil
Tempo estimado: medio
Nível de leitura: medio
Estilo do enunciado: calculativa
Contexto de aplicação: cientifico
Papel na prova: consolidacao
Peso pedagógico: alto
Poder de discriminação: alto
Autonomia do enunciado: completo
Cobertura da habilidade: unica
Indicações: Simulado · Diagnóstico · Exige cálculo · Cotidiano
Questão 4BNCC EM13CNT101Média🧠 Aplicar⏱ medio
Calcule a eficiência de um sistema térmico que transforma 300 J de calor em trabalho útil de 150 J. Qual é a eficiência em porcentagem?
- A) 25%
- B) 40%
- C) 50%
- D) 60%
- E) 75%
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
eficiência de sistemas térmicos
💡 Dica de resolução
Use a fórmula da eficiência: eficiência = (trabalho útil / calor fornecido) x 100.
✅ Resposta correta: C
Cálculo correto: ? = (150 J / 300 J) · 100 = 50%.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A) Cálculo realizado incorretamente.
❌ B) Cálculo realizado incorretamente.
❌ D) Cálculo realizado incorretamente.
❌ E) Cálculo realizado incorretamente.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar a fórmula da eficiência em sistemas térmicos.
📋 Ficha pedagógica
Objetivo: avaliacao
Raciocínio: Dedutivo
Taxonomia Bloom: Aplicar
Dificuldade: Média
Tempo estimado: medio
Nível de leitura: medio
Estilo do enunciado: calculativa
Contexto de aplicação: cientifico
Papel na prova: consolidacao
Peso pedagógico: alto
Poder de discriminação: alto
Autonomia do enunciado: completo
Cobertura da habilidade: unica
Indicações: Simulado · Diagnóstico · Exige cálculo
Questão 5BNCC EM13CNT205Fácil🧠 Lembrar⏱ curto
Em um experimento, um cilindro térmico foi utilizado para medir a temperatura de um líquido. A temperatura inicial do líquido era 25 °C e após 10 minutos em contato com uma fonte de calor, a temperatura subiu para 75 °C. Qual é a variação de temperatura (?T) do líquido?
- A) 40 °C
- B) 50 °C
- C) 60 °C
- D) 70 °C
- E) 100 °C
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
variação de temperatura
💡 Dica de resolução
Calcule a diferença entre as temperaturas inicial e final.
✅ Resposta correta: B
Correta. ?T = 75 °C - 25 °C = 50 °C.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A) A variação não corresponde à diferença entre as temperaturas.
❌ C) A diferença está incorreta, pois não reflete os valores dados.
❌ D) A temperatura final não é a que foi calculada.
❌ E) A variação não é possível com os dados fornecidos.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar o conceito de variação de temperatura em processos térmicos.
📋 Ficha pedagógica
Objetivo: avaliacao
Raciocínio: Dedutivo
Taxonomia Bloom: Lembrar
Dificuldade: Fácil
Tempo estimado: curto
Nível de leitura: baixo
Estilo do enunciado: calculativa
Contexto de aplicação: cientifico
Papel na prova: progressao
Peso pedagógico: medio
Poder de discriminação: medio
Autonomia do enunciado: completo
Cobertura da habilidade: unica
Indicações: Simulado · Diagnóstico · Exige cálculo
Questão 6BNCC EM13CNT205Média🧠 Aplicar⏱ medio
Durante uma aula de Física, estudantes analisaram o aproveitamento de calor em um recipiente térmico. Em um experimento idealizado, 500 g de água inicialmente a 70 °C foram colocados em contato com um bloco metálico de 200 g inicialmente a 20 °C. O recipiente foi considerado termicamente isolado, de modo que não houve troca de calor com o ambiente. Considere o calor específico da água igual a 4,18 J/(g·°C) e o do metal igual a 0,385 J/(g·°C). Após o equilíbrio térmico, água e metal atingem a mesma temperatura.
Com base nas informações do experimento, qual é aproximadamente a temperatura final de equilíbrio do sistema?
- A) 68,2 °C
- B) 55,7 °C
- C) 70,0 °C
- D) 45,0 °C
- E) 20,0 °C
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
equilíbrio térmico
💡 Dica de resolução
Aplique a fórmula de equilíbrio térmico para encontrar a temperatura final.
✅ Resposta correta: A
A água perde calor, enquanto o bloco metálico recebe a mesma quantidade de calor. Como o sistema é isolado, aplica-se a conservação da energia: 500 · 4,18 · (70 − T) = 200 · 0,385 · (T − 20). A resolução dessa equação fornece T ≈ 68,2 °C.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ B) Resulta do cálculo de uma média ponderada apenas pelas massas, sem considerar os diferentes calores específicos dos materiais.
❌ C) Resulta de considerar apenas a temperatura inicial da água e desprezar o calor absorvido pelo bloco metálico.
❌ D) Resulta de calcular a média aritmética simples das duas temperaturas iniciais, sem considerar as massas nem os calores específicos.
❌ E) Resulta de considerar apenas a temperatura inicial do bloco metálico e desprezar o calor cedido pela água.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar os conceitos de calor específico e equilíbrio térmico.
📋 Ficha pedagógica
Objetivo: avaliacao
Raciocínio: Dedutivo
Taxonomia Bloom: Aplicar
Dificuldade: Média
Tempo estimado: medio
Nível de leitura: medio
Estilo do enunciado: calculativa
Contexto de aplicação: cientifico
Papel na prova: consolidacao
Peso pedagógico: alto
Poder de discriminação: alto
Autonomia do enunciado: completo
Cobertura da habilidade: unica
Indicações: Simulado · Diagnóstico · Exige cálculo · Cotidiano
Habilidades BNCC trabalhadas nesta página
As questões desta página desenvolvem as seguintes habilidades da Base Nacional Comum Curricular:
EM13CNT101Analisar 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.
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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Perguntas frequentes
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