UEA 2019 — questão 65 de Física
Enunciado em texto
Depois de preparar um assado, um cozinheiro precisa retirar a forma de alumínio de dentro do forno. Para isso, ele protege suas mãos com luvas feitas de material isolante, pois apesar de conseguir colocar as mãos dentro desse forno e suportar a alta temperatura do ar sem protegê-las, ele não pode tocar na forma quente sem a devida proteção térmica. Isso ocorre porque
(A) a forma de alumínio está mais quente do que o ar dentro do forno, uma vez que ela é metálica.
(B) apesar de a forma e o ar estarem a uma mesma temperatura, o calor se propaga mais rapidamente pelo ar do que pelo alumínio.
(C) dentro do forno o calor flui mais rapidamente das mãos desprotegidas para o alumínio do que para o ar, causando possíveis queimaduras nas mãos.
(D) gases são melhores condutores térmicos do que metais no estado sólido.
(E) apesar de o ar de dentro do forno e a forma estarem em equilíbrio térmico, o coeficiente de condutividade térmica do ar é menor do que o do alumínio.
(Enunciado: Vestibular UEA 2019, Prova de Conhecimentos Gerais — UEA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Amazonas (UEA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: por que se pode pôr a mão no ar do forno, mas não na forma, se os dois estão quentes.
Passo 1 — as temperaturas. Depois de um tempo no forno, o ar e a forma estão em equilíbrio térmico: na mesma temperatura. A diferença não está em quem é mais quente.
Passo 2 — a rapidez da troca de calor. O que queima é a quantidade de calor que chega à pele por segundo. Na condução, esse fluxo é proporcional à condutividade térmica do material (lei de Fourier). O alumínio é um ótimo condutor; o ar é um péssimo condutor (é isolante). Ao tocar a forma, o calor passa muito depressa para a mão; no ar, chega devagar, e a pele aguenta por algum tempo.
Por que não as outras: (A) em equilíbrio térmico, forma e ar estão na mesma temperatura. (B) e (D) invertem a realidade: o calor se propaga por condução muito mais rápido no metal do que no ar. (C) o calor vai do corpo mais quente para o mais frio: dentro do forno, ele flui da forma e do ar para as mãos, não das mãos para o alumínio.
⚠️ A armadilha: a alternativa A, que confunde “sensação de quente” com temperatura. O metal parece mais quente ao toque porque troca calor mais depressa, não porque está a uma temperatura maior.
A ideia em uma frase: mesma temperatura, condutividades diferentes: o alumínio entrega calor à mão muito mais rápido que o ar.
Resposta: alternativa E (mesma temperatura, mas o ar conduz calor muito pior que o alumínio).
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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