ENEM 2021 PPL — questão 112 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o material que mantém o alimento quente por mais tempo.

Passo 1 — inverter a pergunta, que é o passo decisivo. Manter quente significa perder calor devagar. A taxa de perda por condução é

$$\frac{\Delta Q}{\Delta t} = k\,\frac{A\,\Delta T}{d}$$

e o enunciado fixa a espessura ($d$ igual) e, na prática, a área e a diferença de temperatura. Sobra o $k$:

$$\text{manter quente} \;\Longleftrightarrow\; \text{perder calor devagar} \;\Longleftrightarrow\; k \text{ MENOR}$$

Quem quer isolar procura o pior condutor, não o melhor. A questão é inteira sobre não inverter esse raciocínio.

Passo 2 — achar o menor $k$ da tabela.

$$\text{cobre } 332{,}0 \qquad \text{alumínio } 175{,}0 \qquad \text{ferro } 40{,}0 \qquad \text{vidro } 0{,}65 \qquad \textbf{cerâmica } \mathbf{0{,}40}$$

O menor é a cerâmica, material V.

Resposta: alternativa E (V).

A armadilha da alternativa (A), cobre: é o campeão da tabela — mas campeão em conduzir. Uma travessa de cobre despejaria o calor do alimento no ambiente quase instantaneamente. Quem lê "condutividade apropriada" como "condutividade alta" marca essa.

Veja a escala da diferença, que é impressionante: o cobre conduz 830 vezes mais que a cerâmica ($332{,}0$ contra $0{,}40$). Não é uma diferença de grau — é de natureza. Nos metais o calor é transportado pelos elétrons livres, que se movem por todo o material; na cerâmica e no vidro, que não têm elétrons livres, ele só se propaga pela vibração de átomo em átomo, um processo muito mais lento.

Por isso a cozinha usa cada material onde deve: panela de metal (para receber calor do fogo rápido) e travessa de cerâmica ou refratária (para segurar o calor na mesa). Os dois são "apropriados" — para funções opostas.

A ideia em uma frase: para esquentar depressa, escolha o melhor condutor; para manter quente, escolha o pior.