UEL 2017 — questão 15 de Física
Enunciado em texto
Leia a charge a seguir e responda às questões de 15 a 17.
[Figura 2: charge intitulada “CUIA DE CRISTAL”. Um gaúcho, sentado num banquinho, estende a outro uma cuia de chimarrão fumegante, feita de cristal, e diz: “VAI NUM MATE, COMPADRE?”. O outro, também sentado, com a mão erguida, responde: “NÃO, OBRIGADO! É QUE ESQUECI DAS MINHAS LUVAS DE AMIANTO...”.]
(Disponível em: <http://www.fisica.net/einsteinjr/6/Image373.gif>. Acesso em: 27 abr. 2016.)
Com base na charge e nos conceitos da termodinâmica, é correto afirmar que as luvas de amianto são utilizadas porque a condutividade térmica
a) da cuia de cristal é menor que a do líquido.
b) da cuia de cristal e a do amianto são iguais.
c) do amianto é menor que a da cuia de cristal.
d) do amianto é maior que a da cuia de cristal.
e) do amianto é maior que a do líquido.
(Enunciado e figura: Vestibular UEL 2017, 1ª fase — COPS/UEL.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Londrina (UEL) e à sua Coordenadoria de Processos Seletivos (COPS/UEL).
Resolução comentada
O que a questão pede: por que luvas de amianto protegeriam a mão de quem segura a cuia de cristal cheia de água quente.
Passo 1 — o que queima a mão. A água quente do chimarrão passa calor para a parede da cuia, e a cuia passa calor para a mão por condução. A cuia tradicional, de porongo, é um mau condutor; o cristal (vidro) conduz bem mais, por isso a cuia de cristal fica quente demais para segurar. É a piada da charge.
Passo 2 — o papel da luva. Pela lei de Fourier, o fluxo de calor através de uma camada é proporcional à condutividade térmica k do material:
Uma luva protege quando é feita de um material de baixa condutividade, um isolante térmico: entre a cuia quente e a mão, ela deixa passar pouco calor. O amianto é um ótimo isolante, com condutividade bem menor que a do vidro. É a (C).
Por que não as outras: (D) é o contrário: uma luva de condutividade maior que a do vidro queimaria ainda mais. (B) também não protegeria em nada. (A) e (E) comparam com o líquido, o que não explica o uso da luva: o que importa é o amianto conduzir pouco em comparação com a cuia que a mão tocaria.
Uma observação: o amianto foi muito usado como isolante térmico, mas hoje é proibido no Brasil (decisão do STF de 2017), porque suas fibras, inaladas, causam doenças graves, inclusive câncer.
⚠️ A armadilha: a (D), por associar “proteção contra calor” a “material que aguenta calor”. Aguentar alta temperatura sem queimar é uma coisa; deixar passar pouco calor é outra. A luva precisa da segunda: baixa condutividade.
A ideia em uma frase: luva térmica funciona porque é isolante: tem condutividade térmica menor que a do objeto quente que se segura.
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.