ENEM 2016 — questão 74 de Física
Enunciado em texto
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
a) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico.
b) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura mais alta que a de alumínio.
c) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que a de alumínio.
d) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a de plástico.
e) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de temperatura.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
A questão tem duas partes, e a primeira existe para desmontar a intuição do aluno.
Parte 1 — por que o alumínio PARECE mais frio. As duas bandejas estão há horas na mesma mesa: estão em equilíbrio térmico, na mesma temperatura. O que difere é a condutividade térmica. O alumínio conduz calor muito melhor que o plástico, então ao tocá-lo o calor da sua mão escoa rapidamente — a pele esfria e o cérebro interpreta como "objeto frio".
O tato não mede temperatura: mede taxa de perda de calor da pele. É por isso que os alunos erraram.
Parte 2 — onde o gelo derrete mais rápido, e por quê é a MESMA propriedade. Agora a lógica se inverte, e é essa inversão que a questão testa.
O gelo está a 0 °C; a bandeja está à temperatura ambiente. O calor flui da bandeja para o gelo. Quem conduz melhor entrega calor mais rápido:
A bandeja que parecia mais fria é a que derrete o gelo mais depressa. É o resultado contraintuitivo que dá graça à questão — e o motivo é o mesmo nos dois casos: o alumínio move calor rápido, seja tirando da sua mão, seja entregando ao gelo.
Por que as outras caem:
• B (o plástico está mais quente): falso — estão em equilíbrio térmico, à mesma temperatura. É o erro que os alunos do enunciado cometeram.
• C (o plástico tem maior capacidade térmica): capacidade térmica diz quanto calor o corpo armazena por grau, não com que rapidez ele o transfere. Quem governa a taxa é a condutividade.
• D (o alumínio tem calor específico menor): acerta o resultado pelo motivo errado — calor específico também é sobre quantidade, não sobre taxa.
• E (mesma rapidez): ignora a diferença de material, que é o único ponto do experimento.
A distinção que a questão realmente cobra — e que C e D confundem: condutividade é velocidade de transferência; capacidade térmica e calor específico são quantidade armazenada. São perguntas diferentes, e aqui a pergunta é sobre velocidade.
A ideia em uma frase: o metal não está mais frio — ele é mais rápido, e por isso rouba calor da sua mão e entrega calor ao gelo, os dois mais depressa.
Resposta: alternativa A.
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.
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