ENEM 2016 (2ª aplicação) — questão 48 de Física
Enunciado em texto
Para a instalação de um aparelho de ar-condicionado, é sugerido que ele seja colocado na parte superior da parede do cômodo, pois a maioria dos fluidos (líquidos e gases), quando aquecidos, sofrem expansão, tendo sua densidade diminuída e sofrendo um deslocamento ascendente. Por sua vez, quando são resfriados, tornam-se mais densos e sofrem um deslocamento descendente.
A sugestão apresentada no texto minimiza o consumo de energia, porque
a) diminui a umidade do ar dentro do cômodo.
b) aumenta a taxa de condução térmica para fora do cômodo.
c) torna mais fácil o escoamento da água para fora do cômodo.
d) facilita a circulação das correntes de ar frio e quente dentro do cômodo.
e) diminui a taxa de emissão de calor por parte do aparelho para dentro do cômodo.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O enunciado entrega o mecanismo e pede só a consequência: fluido aquecido expande, fica menos denso e sobe; fluido resfriado fica mais denso e desce.
Isso é convecção — e convecção só funciona se houver um circuito fechado. O ar precisa de um caminho de ida e outro de volta:
ar frio sai do aparelho lá em cima → desce, porque é mais denso → aquece perto do chão e das pessoas → sobe → volta ao aparelho.
Com o aparelho no ALTO, esse ciclo se fecha naturalmente, e o cômodo inteiro é varrido pela corrente. Alternativa D.
E o que aconteceria com o aparelho embaixo? O ar frio sairia já no chão, onde ele já iria parar de qualquer jeito. Sem nada para empurrá-lo para cima, ele se acumularia numa camada fria rente ao piso, enquanto o ar quente ficaria preso no teto. O termostato, que fica no aparelho, leria a temperatura dessa camada fria e desligaria cedo demais — e o cômodo ficaria frio nos pés e quente na cabeça.
Por isso o consumo cai: não é que o aparelho gele mais rápido — é que o cômodo inteiro chega à temperatura desejada, e o compressor desliga tendo resfriado tudo, em vez de reciclar a mesma camada de ar.
A conferência que qualquer um faz em casa: o aquecedor de ambiente e a lareira ficam no chão, e o ar-condicionado e o exaustor ficam no alto. É a mesma física com o sinal trocado — quem aquece precisa que o ar quente suba a partir de baixo; quem resfria precisa que o ar frio desça a partir de cima. A gravidade é que escolhe onde cada aparelho fica.
Por que as outras caem:
• A (umidade): o aparelho desumidifica em qualquer altura; não é o que o texto explica.
• B (condução para fora): condução atravessa as paredes e depende do isolamento delas, não da altura do aparelho.
• C (escoamento da água): o dreno é um detalhe de instalação, não tem relação com o consumo de energia.
• E (emissão de calor do aparelho): o aparelho emite o mesmo calor onde quer que esteja — e o texto fala de circulação, não de emissão.
A ideia em uma frase: ar frio desce; ponha a fonte de frio no alto e ele varre o cômodo sozinho.
Resposta: alternativa D.
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.