Questões BNCC EF07CI03

Técnicos de uma feira livre estão escolhendo a cobertura de caixas usadas para manter água potável fresca durante o atendimento. Para comparar os materiais, montaram três caixas idênticas, com a mesma quantidade de água e termômetros internos. Uma recebeu lâmina de alumínio polido, outra foi pintada de branco fosco e a terceira foi coberta com tecido preto fosco. Após 30 minutos expostas ao Sol, as temperaturas da água foram, respectivamente, 25 graus, 28 graus e 34 graus. Durante o teste, a lâmina de alumínio produziu brilho intenso, a pintura branca apresentou brilho menor e o tecido preto quase não refletiu luz. Os dados são ilustrativos e foram obtidos nas mesmas condições de exposição.

Com base na comparação descrita, identifique a cobertura mais adequada para reduzir o aquecimento da água pela radiação solar.

Dados ilustrativos: Em um vilarejo no sertão, as temperaturas externas variam de 10 °C à noite a 40 °C durante o dia. Moradores que construíram casas de adobe relatam que a temperatura interna dessas habitações oscila entre 20 °C e 27 °C, enquanto casas de madeira variam de 15 °C a 35 °C no mesmo período. Esse comportamento se deve ao fato de o adobe armazenar grande quantidade de calor durante o dia e liberá-lo de forma gradual à noite, reduzindo as mudanças bruscas de temperatura interna, ao passo que a madeira aquece e resfria com maior rapidez.

Analise o texto e identifique qual propriedade termodinâmica do adobe contribui para reduzir as oscilações de temperatura no interior da casa.

Durante uma expedição em uma trilha de montanha gelada, Juliana observou que, após quatro horas, o líquido em sua garrafa térmica permanecia a 60 °C, enquanto em uma garrafa metálica comum a temperatura havia caído para 25 °C. O segredo estava no design da garrafa térmica: duas paredes de aço inoxidável separadas por um espaço sem ar (vácuo), onde a ausência de ar impede a transferência de calor por condução e convecção. Além disso, o revestimento interno refletivo minimiza perdas por radiação. Esses recursos colaboram para que o conteúdo alcance o equilíbrio térmico com o ambiente mais lentamente, mantendo a bebida quente por várias horas em condições frias.

Compare o mecanismo de isolamento térmico descrito no texto com adaptações biológicas: qual alternativa apresenta fenômeno análogo ao espaço sem ar entre as paredes da garrafa térmica para reduzir a transferência de calor por condução?

Por que algumas garrafas conseguem manter o café quente por horas? Em um teste simples, pesquisadores encheram um copo de vidro comum e uma garrafa térmica idêntica com café recém-passado a 90°C em uma sala onde a temperatura estava estabilizada em 20°C. Após duas horas sem reposição de calor, o copo registrou 35°C, enquanto o conteúdo da garrafa permaneceu em 75°C. Ao observar a estrutura da garrafa, notaram que ela é composta por duas camadas de vidro separadas por um espaço quase vazio, dispõe de uma tampa bem encaixada com vedação que dificulta a movimentação do ar e apresenta um revestimento interno metálico e brilhante. Esses detalhes indicam como o design influencia a troca de calor.

Com base no texto, identifique quais formas de transferência de calor são minimizadas pelos componentes da garrafa térmica?

Durante uma manhã fria, três amigos fizeram uma experiência com água a 90 °C em três recipientes diferentes: uma xícara de porcelana, um copo plástico e uma garrafa térmica. Após uma hora expostos à mesma temperatura ambiente, mediram a temperatura da água em cada recipiente. Na xícara de porcelana, a água estava a 40 °C; no copo plástico, a 60 °C; e na garrafa térmica, a 80 °C.

Identifique qual recipiente retardou o processo de troca de calor com o ambiente, mantendo a água mais próxima da temperatura inicial após uma hora.

Um engenheiro da prefeitura avaliou dois protótipos de abrigo rural construídos para comunidades em região semiárida. No primeiro, paredes de alvenaria de tijolos com 30 cm de espessura têm massa superficial de 600 kg/m2, calor específico de 800 J/kg°C e condutividade térmica de 0,72 W/m°C. No segundo, paredes de chapa metálica de 1 mm têm massa superficial de 10 kg/m2, calor específico de 450 J/kg°C e condutividade térmica de 55 W/m°C. Durante um dia de sol forte, a variação de temperatura interna na casa de alvenaria foi de 22°C a 28°C, enquanto na casa metálica variou de 20°C a 40°C. Esses dados mostram como as propriedades dos materiais influenciam as trocas de calor com o ambiente.

Com base no texto, identifique a propriedade térmica que explica a menor variação de temperatura interna na casa de alvenaria.

Dados ilustrativos: um levantamento em três vilarejos de planalto mostrou que 45% das famílias vivem em casas de adobe, 30% em moradias de madeira e 25% em imóveis de alvenaria. As casas de adobe, feitas com mistura de barro, areia e fibras naturais, mantêm temperatura interna 4 °C abaixo da externa durante o dia, mas demoram mais a resfriar à noite. As moradias de madeira aquecem rapidamente sob o sol e esfriam com igual rapidez após o pôr do sol, exigindo mais uso de aquecedores. Já as edificações de alvenaria, construídas com tijolos e cimento, apresentam variação de apenas 2 °C em todo o dia, porém têm custo médio 30% maior que as de adobe.

Analise o texto-base e identifique qual consideração compara corretamente as moradias em função de técnicas e materiais utilizados.

— Professor, por que as casas com telhado branco permanecem mais frescas que as de telhado escuro? — perguntou a turma em uma tarde de verão. Para investigar, o professor posicionou duas placas metálicas idênticas, uma pintada de branco e outra de preto, lado a lado sob o Sol. Após 30 minutos, a placa branca acusou 35 °C e a preta, 55 °C em termômetros de superfície. Ele explicou que a cor influencia a reflexão e a absorção da radiação solar.

Compare as superfícies pintadas conforme descrito no texto e determine qual apresenta menor aquecimento sob radiação solar.