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Questão do ENEM 2023

Ciências da Natureza · habilidade 21Reaplicação · Caderno Amarelo · Questão 123

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.

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?

Figura 1 do item 76380
  1. Alternativa A: I
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Com 15 cal/g, a queima de 0,5 g liberaria apenas 7,5 cal, o que elevaria 4 g de água em menos de 2 °C. O experimento elevou a temperatura em 30 °C.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  2. Alternativa B: II
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Com 120 cal/g, a queima de 0,5 g libera 60 cal, o que aqueceria 4 g de água em 15 °C, e não em 30 °C. O valor de 120 cal é o calor recebido pela água, não o calor de combustão por grama.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  3. Alternativa C: III
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Com 160 cal/g, a queima de 0,5 g libera 80 cal, o que aqueceria 4 g de água em 20 °C. Seria necessário o dobro dessa energia para chegar à variação de 30 °C observada.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  4. Alternativa D: IV gabarito
    Justificativa

    Esta alternativa está correta. A massa de água é 4 g (4 mL com densidade 1 g/mL) e a variação de temperatura é 50−20=3050 - 20 = 30 °C. O calor recebido é Q=mcΔT=4⋅1⋅30=120Q = m c \Delta T = 4 \cdot 1 \cdot 30 = 120 cal e, sem perdas, é todo o calor liberado pela queima de 0,5 g do alimento. O calor de combustão é 1200,5=240\frac{120}{0{,}5} = 240 cal/g, valor do alimento IV.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  5. Alternativa E: V
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Com 400 cal/g, a queima de 0,5 g libera 200 cal, o que aqueceria 4 g de água em 50 °C, levando-a a 70 °C. A temperatura final medida foi de 50 °C.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

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Fonte e auditoria
Código INEP
76380
Código da prova
1266
Arquivo do PDF
ENEM_2023_P2_CAD_08_DIA_2_ROSA.pdf