Provão Paulista 2024 (2ª série, 2ª aplicação) — questão 25 de Física
Enunciado em texto
Um professor apresentou aos alunos três recipientes idênticos, cada um contendo a mesma massa de água nas seguintes condições:
| RECIPIENTE | CONDIÇÃO |
|---|---|
| I | contendo gelo fundente a 0 °C |
| II | contendo água líquida a 50 °C |
| III | contendo água em ebulição a 100 °C |
Comparativamente, a maior quantidade de energia térmica está presente em
(A) II e III, por conterem água em estado líquido.
(B) I, por conter gelo em fusão.
(C) III, por conter água em ebulição.
(D) II, por conter água em estado líquido.
(E) I e III, por conterem água em mudança de fase.
(Enunciado: Provão Paulista Seriado 2024, 2ª aplicação — SEDUC-SP/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Secretaria da Educação do Estado de São Paulo (SEDUC-SP) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: em qual recipiente, com a mesma massa de água, há mais energia térmica guardada.
Passo 1 — o que é energia térmica. A energia térmica (energia interna) de um corpo é a energia ligada à agitação das suas partículas. Para a mesma substância e a mesma massa, quanto maior a temperatura, mais agitadas estão as moléculas e maior é a energia térmica.
Passo 2 — comparar os três. Vamos imaginar o caminho do gelo até a água fervendo, sempre fornecendo calor:
• para derreter o gelo a 0 °C, é preciso fornecer calor (calor latente de fusão): o gelo do recipiente I tem menos energia que a mesma água já líquida a 0 °C;
• para aquecer a água líquida de 0 °C até 50 °C, mais calor: chegamos ao recipiente II;
• para aquecer de 50 °C até 100 °C, mais calor ainda: chegamos ao recipiente III.
Em cada etapa a água recebeu energia e não perdeu nenhuma. Então a ordem é I < II < III, e a maior energia térmica está na água em ebulição a 100 °C.
Por que não as outras: (A) e (E) apontam dois recipientes, mas eles não têm a mesma energia: III tem mais que II, e I tem a menor de todas. (B) escolhe justamente o de menor energia: o gelo ainda precisa receber calor para derreter. (D) esquece que a água a 100 °C é mais quente que a de 50 °C.
⚠️ A armadilha: achar que “estar mudando de fase” significa ter muita energia (alternativa E). O gelo fundente está prestes a receber energia para virar líquido; ele é o que tem menos energia térmica dos três.
A ideia em uma frase: para a mesma massa da mesma substância, quem recebeu mais calor desde o gelo, isto é, quem está mais quente, tem mais energia térmica.
Resposta: alternativa C (III, água em ebulição a 100 °C).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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