Questão 101 do ENEM PPL 2023

Question

Com o objetivo de demonstrar a transferência de energia de um sistema para outro, um professor solicitou a seus alunos que determinassem o calor de combustão de alguns alimentos e, para auxiliar nessa tarefa, forneceu um quadro que apresenta cinco alimentos identificados por números e seus respectivos calores de combustão.

Alimento	Calor de combustão (cal/g)
I	15
II	120
III	160
IV	240
V	400

Posteriormente, entregou uma amostra de 0,5 g de um alimento indeterminado a um dos estudantes, que realizou o seguinte procedimento experimental: colocou 4 mL de água em um tubo de ensaio e mediu a temperatura, encontrando 20 °C. Em seguida, o estudante queimou o alimento recebido, abaixo do tubo de ensaio contendo a água, o que elevou a temperatura da água para 50 °C. Considere que, nas condições do experimento, a perda de calor para o ambiente é desprezível e o calor específico da água e sua densidade são, respectivamente, 1 cal/(g °C) e 1 g/mL.

Qual alimento do quadro o estudante recebeu do professor?

A
I
B
II
C
III
D
IV
E
V

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 101 do ENEM PPL 2023

2º dia · Ciências da Natureza · H21 · Física: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor

Com o objetivo de demonstrar a transferência de energia de um sistema para outro, um professor solicitou a seus alunos que determinassem o calor de combustão de alguns alimentos e, para auxiliar nessa tarefa, forneceu um quadro que apresenta cinco alimentos identificados por números e seus respectivos calores de combustão.

Alimento	Calor de combustão (cal/g)
I	15
II	120
III	160
IV	240
V	400

Posteriormente, entregou uma amostra de 0,5 g de um alimento indeterminado a um dos estudantes, que realizou o seguinte procedimento experimental: colocou 4 mL de água em um tubo de ensaio e mediu a temperatura, encontrando 20 °C. Em seguida, o estudante queimou o alimento recebido, abaixo do tubo de ensaio contendo a água, o que elevou a temperatura da água para 50 °C. Considere que, nas condições do experimento, a perda de calor para o ambiente é desprezível e o calor específico da água e sua densidade são, respectivamente, 1 cal/(g °C) e 1 g/mL.

Qual alimento do quadro o estudante recebeu do professor?

A
I
B
II
C
III
D
IV
E
V

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

O calor liberado na queima do alimento é absorvido pela água. Como a perda para o ambiente é desprezível, podemos igualar os dois valores. O calor recebido pela água é dado por Q = m \cdot c \cdot \Delta T.

Massa de água: com densidade de 1\ \text{g/mL}, os 4\ \text{mL} correspondem a m = 4\ \text{g}.
Variação de temperatura: \Delta T = 50 - 20 = 30\ °\text{C}.
Calor absorvido: Q = 4 \cdot 1 \cdot 30 = 120\ \text{cal}.

Esses 120\ \text{cal} vieram da combustão de 0{,}5\ \text{g} do alimento. O calor de combustão é a energia liberada por grama, então:

\frac{120\ \text{cal}}{0{,}5\ \text{g}} = 240\ \text{cal/g}

No quadro, o valor de 240\ \text{cal/g} corresponde ao alimento IV.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa B engana quem para em 120 cal e esquece de dividir pela massa de 0,5 g do alimento.

Por que as outras alternativas estão erradas

ANão corresponde a nenhum resultado coerente; o valor 15 cal/g está muito abaixo dos 240 cal/g calculados.
BConfunde o calor total absorvido pela água (120 cal) com o calor por grama, esquecendo de dividir por 0,5 g.
CCorresponde a 80 cal em 0,5 g, valor que não sai dos dados; não bate com os 120 cal absorvidos.
EExigiria 200 cal liberadas nos 0,5 g, o que elevaria a água muito além de 50 °C.

Assunto: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor.

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Questão 101 no caderno Azul do ENEM PPL 2023

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