Simulado FUVEST 2027 — questão 23 de Física
Enunciado em texto
Considere os textos a seguir que discorrem sobre copos térmicos: “O que realmente faz nossos produtos se destacarem é o isolamento térmico de ponta. Quase todos os itens da nossa seleção são feitos com dupla parede de aço inox 18/8 (...).
E o grande segredo disso está na ciência. Sim, isso mesmo! Em outras palavras, nossos produtos possuem um espaço a vácuo entre as paredes que evita a troca de temperatura com o ambiente externo.
Esse é um método inventado pelo nosso fundador, o físico e inventor William Stanley Jr., lá em 1913, quando a marca Stanley foi criada. Na época, as partes internas das garrafas eram feitas de vidro. William descobriu, então, que um processo de soldagem entre duas paredes de aço inox, a vácuo, seria muito mais eficiente.”
Disponível em https://www.stanley1913.com.br/blogs/news/tecnologia-stanley/. “Copos térmicos possuem uma barreira extra que impede que as trocas de calor com o ambiente externo aconteçam muito rapidamente. Para isso, dispõem de um truque: possuem paredes duplas, às vezes até mesmo triplas, entre o líquido a superfície externa. Isto é, a segunda parede do copo, que é a de contato direto com o líquido, não está diretamente em contato com o meio externo. Entre essas paredes, há ainda um pequeno espaço vazio – um vácuo.”
Disponível em: https://guiadoestudante.abril.com.br/. De acordo com os textos e com os seus conhecimentos, é correto afirmar:
(A) Uma das funções do aço inox na composição das paredes do copo é o de aumentar a irradiação de calor do interior do copo para o ambiente externo, diminuindo a temperatura no interior do líquido.
(B) Por ser um metal, o aço inox é um isolante térmico melhor do que o vidro, que é tanto um bom isolante elétrico como um bom condutor de calor.
(C) A parede dupla de aço inox com camadas reflexivas separadas por uma região de vácuo suprime tanto a condução como a irradiação de calor entre o copo e o ambiente externo.
(D) A presença de uma região de vácuo entre as paredes de metal não inibe o processo de troca de calor por convecção com o ambiente externo.
(E) A principal função da região de vácuo entre as paredes do copo é a de suprimir a irradiação de calor do ambiente externo para o interior do recipiente.
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 a parede dupla da garrafa térmica reduz a troca de calor.
O calor pode se propagar de três formas: condução, convecção e irradiação. A garrafa precisa barrar todas.
O vácuo entre as paredes corta a condução e a convecção, porque essas duas precisam de matéria (partículas) para levar o calor — e no vácuo não há matéria.
As superfícies espelhadas refletem a radiação (o calor que viaja como onda), cortando a irradiação.
Assim a parede dupla reflexiva com vácuo bloqueia ao mesmo tempo a condução e a irradiação — alternativa C.
Resolução em vídeo
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