OBF 2024 (1ª fase, Nível I) — questão 11 de Física
Enunciado em texto
Em um laboratório com temperatura ambiente controlada há duas placas quadradas que estão há bastante tempo apoiadas em uma bancada de madeira. Uma das placas é de metal e outra é de plástico. Um estudante de física encosta rapidamente os dedos na placa de metal e depois na de plástico e tem a sensação que a de metal é mais fria. Depois, sobre cada placa coloca um cubo de gelo de mesma massa e observa que o gelo derrete mais rapidamente na placa de metal. Sejam e , respectivamente, as temperaturas iniciais das placas de metal e plástico, podemos afirmar que:
(a) e o metal é melhor condutor de calor que o plástico.
(b) e o plástico é melhor condutor de calor que o metal.
(c) e o metal é melhor condutor de calor que o plástico.
(d) e o plástico é melhor condutor de calor que o metal.
(e) e o metal é melhor condutor de calor que o plástico.
(Enunciado: Olimpíada Brasileira de Física 2024, 1ª fase, Nível I — SBF.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Sociedade Brasileira de Física (SBF), Olimpíada Brasileira de Física.
Resolução comentada
O que a questão pede: comparar as temperaturas das placas e dizer qual material conduz melhor o calor.
Passo 1 — as temperaturas. As placas estão há muito tempo no mesmo ambiente, de temperatura controlada. Com o tempo, tudo troca calor até chegar à mesma temperatura: é o equilíbrio térmico. Então , iguais à temperatura da sala.
Passo 2 — por que o metal “parece” mais frio. A mão está mais quente que a sala, então perde calor para a placa. O metal é bom condutor: tira calor dos dedos depressa, e a pele esfria rápido. O plástico é mau condutor (isolante): tira calor devagar. O que o tato sente é a rapidez com que perdemos calor, não a temperatura da placa.
Passo 3 — o gelo confirma. Agora o calor vai da placa (na temperatura da sala) para o gelo. O metal leva calor até o gelo mais depressa, por isso o gelo derrete mais rápido sobre ele. Mesma conclusão: o metal é melhor condutor.
Por que não as outras: (C), (D) e (E) dizem que as temperaturas são diferentes, mas as placas estão em equilíbrio térmico com o ambiente; (B) inverte quem conduz melhor, contrariando os dois testes.
⚠️ A armadilha: confiar no tato e marcar a (C), “o metal está mais frio”. A sensação de frio mede a rapidez com que a mão perde calor, e o metal rouba calor mais depressa porque conduz melhor.
A ideia em uma frase: mesma temperatura; o metal só parece mais frio (e derrete o gelo mais rápido) porque conduz calor melhor.
Resposta: alternativa A (; o metal conduz melhor).
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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