Questões BNCC EF07CI03

Por que o guidão de uma bicicleta fica “queimando” quando ela fica parada ao sol? Em um bicicletário de um condomínio, moradores compararam dois modelos deixados no mesmo local por 20 minutos em uma tarde quente. No modelo 1, o guidão era de alumínio sem capa; no modelo 2, o guidão também era metálico, mas tinha uma capa de espuma e era de cor clara. Ao tocar rapidamente, o modelo 1 incomodava mais a mão. Um morador mediu com um termômetro simples de superfície e encontrou valores mais altos no metal exposto. Já o modelo 2 parecia aquecer menos e, mesmo quando estava quente, o calor demorava mais a “passar” para a pele. O síndico quer escolher uma solução que reduza o desconforto sem trocar toda a estrutura metálica, que dá firmeza ao guidão.

Com base no texto, identifique a decisão que melhor justifica a redução do aquecimento percebido, considerando como o calor chega ao guidão e à mão.

— Por que meu chocolate quente esfria tão rápido na caneca de cerâmica, mas demora muito na garrafa térmica? — perguntou Ana numa manhã fria. Enquanto ela observava a bebida esfriar, um termômetro marcava 60 °C na cerâmica e 75 °C na garrafa, ambas inicialmente a 90 °C. O pai explicou que, na garrafa, há duas paredes de aço inoxidável com vácuo entre elas, além de tampa vedada, o que dificulta a troca de calor com o ambiente. Já a caneca de cerâmica, exposta ao ar e sem isolamento, permite que o calor escape mais facilmente até atingir a temperatura do ambiente, chegando ao equilíbrio térmico.

Analise o texto-base e identifique qual explicação evidencia como o controle da troca de calor retarda o equilíbrio térmico para conservar o calor de bebidas.

— Por que a caixa térmica de isopor mantém o alimento quente por mais tempo do que uma caixa de metal? — perguntou Ana durante o mutirão de entrega de sopas em uma ONG. O responsável explicou que, no isopor, ocorrem poucas colisões entre moléculas de ar, reduzindo a transferência de calor por condução. Já o metal, por ser um bom condutor, permite que o calor interno seja rapidamente transferido para o exterior. Para testar, os voluntários mediram a temperatura inicial de 70 °C e observaram, após 2 horas, que a sopa na caixa de isopor estava a 55 °C, enquanto na caixa de metal havia caído para 40 °C.

Analise o texto-base e identifique qual propriedade do isopor justifica sua eficiência em manter o calor no alimento por mais tempo.

— Meu sorvete está derretendo rápido demais! — reclama Ana ao abrir duas caixas térmicas colocadas sob o sol na praça central. Uma tem paredes de madeira, outra de isopor.
Dados de laboratório indicam que a condutividade térmica da madeira é 0,12 W/m·K e a do isopor é 0,04 W/m·K.
Esses valores mostram a velocidade com que o calor atravessa um material por condução: quanto menor for a condutividade, maior será a resistência à passagem de calor.

Identifique o material que oferece maior resistência à condução de calor, garantindo a preservação da temperatura interna da caixa de sorvetes.

Dados ilustrativos: em regiões de clima frio, como serras do sul do Brasil, pesquisas de 2022 mediram a condutividade térmica de materiais usados em paredes de residências. Os valores obtidos foram: bloco de concreto: 1,7 W/m·K; madeira: 0,13 W/m·K; vidro comum: 0,8 W/m·K; lã de vidro: 0,04 W/m·K; chapa de ferro: 50 W/m·K. Moradores que reduzem o uso de aquecedores buscam revestir as paredes com o material que minimize as perdas de calor por condução.

Analise o texto-base e identifique qual material apresenta menor taxa de transmissão de calor por condução e, portanto, é mais adequado como isolante térmico em residências?

No interior de cavernas da região de Ibitipoca, visitantes relatam que a temperatura interna varia apenas cerca de 2 °C ao longo do ano, enquanto casas convencionais nas redondezas apresentam oscilações de até 15 °C. Pesquisadores investigaram esse fenômeno e concluíram que a alta capacidade térmica das rochas, aliada à redução de correntes de ar e à massa térmica elevada, é responsável pela estabilidade térmica. Eles propõem empregar materiais similares em construções modernas para reduzir o consumo de energia em aquecimento e refrigeração.

Analise o texto-base e avalie qual aspecto termodinâmico é fundamental para manter a temperatura interna da caverna estável ao longo do ano.

Dados ilustrativos: em uma região serrana, casas de alvenaria sofrem com a perda de calor no inverno. Moradores avaliaram quatro tipos de revestimento nas paredes externas, registrando seus coeficientes de condutividade térmica (k): cerâmica comum (k=0,9 W/m·K), bloco de concreto (k=1,7 W/m·K), madeira de pinho (k=0,12 W/m·K) e isopor expandido (k=0,04 W/m·K). Quanto menor o valor de k, menor é a taxa de transferência de calor por condução. Com base nesses dados, escolheram um material para reduzir o consumo de energia com aquecimento.

Analise o texto-base e identifique qual revestimento proporcionará a melhor eficiência térmica contra a condução de calor nas paredes externas.

— Puxa, esse milho de pipoca estourou rapidinho, mas por que meu pote continua frio no cabo enquanto o da pia fica quente? indagou Ana ao perceber que o cabo plástico do primeiro não queimava suas mãos. João explicou que as panelas têm diferentes cabos: um de plástico e outro de metal. O calor gerado no fundo do pote se propaga pelo material do cabo até chegar às mãos: no cabo de metal, as moléculas vibram e conduzem calor rapidamente; no cabo de plástico, a transmissão de calor é lenta, mantendo sua superfície fria.

Analise o texto-base e explique por que o cabo de plástico torna o manuseio do pote mais seguro em comparação ao de metal?