Física e Química A (715) 11.º Ano: Capacidade Térmica em Refrigeração (Exame 2024)

Suponha que um automóvel com motor de combustão se encontra estacionado e que, num dado momento, o seu sistema de ignição é acionado.
No sistema de refrigeração dos motores de combustão, são, geralmente, usados líquidos de elevada capacidade térmica mássica.
Um professor desafiou os alunos a identificarem, de entre dois líquidos desconhecidos, qual seria o mais adequado para um sistema de refrigeração.
Deveriam realizar apenas um ensaio para cada líquido e retirar uma conclusão sem recorrer a cálculos.
Disponibilizou amostras de cada um dos líquidos, com massas iguais e à mesma temperatura, uma resistência de imersão, de potência P desconhecida e constante, um cronómetro e um termómetro.
Descreva o modo como os alunos podem dar resposta ao desafio.
Na sua resposta:
– deduza a relação matemática que suporta a atividade experimental; – apresente o procedimento experimental, identificando as grandezas a medir; – refira a conclusão a retirar a partir da análise dos resultados.
Apresente um texto bem estruturado e utilize linguagem científica adequada.

Elementos de resposta:

• [Os alunos] obtêm $c = \frac{P \Delta t}{m \Delta \theta}$ (ou equivalente);
• [Os alunos] aquecem cada um dos líquidos durante o mesmo intervalo de tempo e medem as respetivas variações de temperatura (ou equivalente);
• [Os alunos] referem que o líquido mais adequado à refrigeração do motor é o [que tem maior capacidade térmica mássica, o que corresponde ao líquido] que sofre menor variação de temperatura no mesmo intervalo de tempo [,uma vez que $\frac{P}{m}$ é constante] (ou equivalente).

OU

• [Os alunos] obtêm $c = \frac{P \Delta t}{m \Delta \theta}$ (ou equivalente);
• [Os alunos] aquecem cada um dos líquidos até sofrerem a mesma variação de temperatura, e medem os respetivos intervalos de tempo (ou equivalente);
• [Os alunos] referem que o líquido mais adequado à refrigeração do motor é o [que tem maior capacidade térmica mássica, o que corresponde ao líquido] que sofre a mesma variação de temperatura num maior intervalo de tempo [,uma vez que $\frac{P}{m}$ é constante] (ou equivalente).

Nível	Descritor de desempenho	Pontuação
5	A resposta: apresenta os três elementos; é estruturada e apresenta linguagem científica adequada.	12
4	A resposta: apresenta os três elementos; apresenta falhas de estrutura e/ou na linguagem científica.	10
3	A resposta: apresenta apenas dois elementos; é estruturada e apresenta linguagem científica adequada.	8
2	A resposta: apresenta apenas dois elementos; apresenta falhas de estrutura e/ou na linguagem científica.	6
1	A resposta: apresenta apenas o primeiro ou o segundo elemento; é estruturada e apresenta linguagem científica adequada.	4