Propagação de calor no ENEM 2016
Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior.
O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá:
Ver gabarito e explicação
Gabarito: A
As duas bandejas permanecem na mesma sala por horas, logo atingem equilíbrio térmico com o ambiente e possuem a mesma temperatura inicial. A sensação de frio ao toque não indica diferença térmica, mas sim a rapidez com que o material remove energia térmica da pele.
Ao depositar o gelo, a água funde pela absorção de calor das bandejas. A taxa desse fluxo obedece à condução térmica, que liga diretamente o calor transferido por unidade de tempo à constante de condução do material. O alumínio possui condutividade térmica muito superior à do plástico, entregando energia ao gelo em ritmo maior.
Calor específico e capacidade térmica definem a quantidade total de energia que o material armazena, mas não interferem na velocidade de transmissão. Por isso, o derretimento acontece onde a condução é mais eficiente. O aluno dirá que o processo ocorrerá mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico. Alternativa A.
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