FUVEST 2012 — questão 85 de Física
Enunciado em texto
Em uma sala fechada e isolada termicamente, uma geladeira, em funcionamento, tem, num dado instante, sua porta completamente aberta. Antes da abertura dessa porta, a temperatura da sala é maior que a do interior da geladeira. Após a abertura da porta, a temperatura da sala,
a) diminui até que o equilíbrio térmico seja estabelecido.
b) diminui continuamente enquanto a porta permanecer aberta.
c) diminui inicialmente, mas, posteriormente, será maior do que quando a porta foi aberta.
d) aumenta inicialmente, mas, posteriormente, será menor do que quando a porta foi aberta.
e) não se altera, pois se trata de um sistema fechado e termicamente isolado.
(Enunciado: Vestibular FUVEST 2012, 1ª fase, prova V — Fuvest/USP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.
Resolução comentada
O que a questão pede: como varia a temperatura da sala depois que a porta da geladeira é aberta.
Passo 1 — no começo: mistura com o ar frio. Ao abrir a porta, o ar frio de dentro da geladeira se mistura com o ar da sala. Logo de início, a temperatura da sala cai um pouco.
Passo 2 — o que a geladeira faz de verdade. A geladeira não “produz frio”: ela retira calor do seu interior e o joga na sala pela grade de trás, gastando o trabalho W do motor. O calor jogado na sala é . Com a porta aberta, o interior da geladeira faz parte da sala: ela só tira calor de um canto da sala e o devolve em outro, mais a energia W do motor.
Passo 3 — a 1ª lei para a sala inteira. A sala é isolada termicamente, mas a energia elétrica entra pelo fio da tomada. Toda ela acaba virando energia interna do ar e dos objetos da sala:
A energia interna da sala só aumenta com o tempo, e a temperatura acaba ficando maior do que era quando a porta foi aberta.
Por que não as outras: (A) e (B) supõem que a geladeira aberta esfria a sala, esquecendo o calor jogado pela parte de trás; (D) inverte a ordem dos fatos; (E) esquece que a sala recebe energia elétrica: isolamento térmico impede troca de calor, não a entrada de energia pela fiação.
⚠️ A armadilha: a (B), a ideia de que “abrir a geladeira refresca a casa”. Ela só transfere calor de um lugar para outro, e ainda acrescenta o trabalho do motor.
A ideia em uma frase: geladeira é bomba de calor: joga para fora mais calor do que tira de dentro; aberta numa sala isolada, ela aquece a sala.
Resposta: alternativa C.
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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