ENEM 2021 — questão 111 de Física
Enunciado em texto
Na cidade de São Paulo, as ilhas de calor são responsáveis pela alteração da direção do fluxo da brisa marítima que deveria atingir a região de mananciais. Mas, ao cruzar a ilha de calor, a brisa marítima agora encontra um fluxo de ar vertical, que transfere para ela energia térmica absorvida das superfícies quentes da cidade, deslocando-a para altas altitudes. Dessa maneira, há condensação e chuvas fortes no centro da cidade, em vez de na região de mananciais. A imagem apresenta os três subsistemas que trocam energia nesse fenômeno.
A imagem mostra o Sol no alto, a brisa marítima chegando do mar e a ilha de calor representada pelos prédios da cidade.
No processo de fortes chuvas no centro da cidade de São Paulo, há dois mecanismos dominantes de transferência de calor: entre o Sol e a ilha de calor, e entre a ilha de calor e a brisa marítima.
Esses mecanismos são, respectivamente,
a) irradiação e convecção.
b) irradiação e irradiação.
c) condução e irradiação.
d) convecção e irradiação.
e) convecção e convecção.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: nomear os dois mecanismos de transferência de calor, nesta ordem: (1) do Sol para a ilha de calor; (2) da ilha de calor para a brisa marítima.
Passo 1 — Sol → cidade. Entre o Sol e a superfície da Terra há 150 milhões de quilômetros de espaço praticamente vazio. Sem matéria não há condução nem convecção — as duas precisam de um meio material. Sobra a irradiação: a energia atravessa o vácuo como onda eletromagnética. É o único mecanismo que funciona no vácuo, e o argumento é definitivo.
Passo 2 — cidade → brisa. Aqui há matéria e há movimento: o próprio enunciado descreve o que acontece — "a brisa marítima encontra um fluxo de ar vertical, que transfere para ela energia térmica absorvida das superfícies quentes da cidade, deslocando-a para altas altitudes".
Ar em contato com o asfalto quente aquece, fica menos denso, sobe e leva a energia junto, carregada pela própria massa que se desloca. Isso é convecção — e a palavra-chave do enunciado é "fluxo de ar vertical".
Passo 3 — a consequência que a questão conta no fim. O ar sobe, expande, esfria e a água condensa: chuva forte no centro da cidade, em vez de na região dos mananciais. A ilha de calor não só esquenta a cidade — ela muda o endereço da chuva.
A confusão que a questão explora: condução exige contato entre sólidos, com o calor passando de partícula a partícula sem que o material se desloque. Aqui o material se desloca — é o ar inteiro que sobe. Por isso não é condução (elimina C e D... na ordem: elimina as opções que trocam convecção por condução).
A ideia em uma frase: no vácuo só existe irradiação; onde o fluido se move em massa, é convecção.
Resposta: alternativa A (irradiação e convecção).
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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