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Física3ª sérieBNCC EM13CNT307Fácil⏱ medio

Uma cooperativa de agricultores precisa transportar hortaliças por seis horas, mantendo-as resfriadas com gelo…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT307

Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma cooperativa de agricultores precisa transportar hortaliças por seis horas, mantendo-as resfriadas com gelo e reduzindo a entrada de calor do ambiente. Para escolher o revestimento de uma caixa térmica, foram comparados materiais de mesma espessura. A resistência térmica de uma camada é inversamente proporcional à sua condutividade térmica: quanto menor a condutividade, maior a dificuldade para a passagem de calor. Os valores medidos foram: cobre, 390 W/(m·K); aço, 50 W/(m·K); vidro, 1,0 W/(m·K); cerâmica, 1,5 W/(m·K); espuma de poliestireno, 0,03 W/(m·K). Com base nos dados, qual alternativa relaciona o material de maior resistência térmica à aplicação mais adequada para reduzir a entrada de calor na caixa durante o transporte?

  1. A) Vidro em janela residencial.
  2. B) Cobre em panela de cozinha.
  3. C) Aço em estrutura de suporte.
  4. D) Cerâmica em revestimento decorativo.
  5. E) Espuma de poliestireno em caixa térmica.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

  1. A resistência térmica de uma camada é inversamente proporcional à condutividade térmica. Logo, o material de maior resistência térmica é o de menor condutividade. Comparando os valores: cobre 390, aço 50, cerâmica 1,5, vidro 1,0 e espuma de poliestireno 0,03 W/(m·K). O menor valor é o da espuma de poliestireno (0,03 W/(m·K)), portanto ela tem a maior resistência térmica.
  2. Para reduzir a entrada de calor em uma caixa térmica que transporta hortaliças resfriadas com gelo por seis horas, o revestimento ideal é o de maior resistência à passagem de calor. Assim, a espuma de poliestireno em caixa térmica é a aplicação mais adequada, pois une o melhor isolamento dos materiais listados a uma função que exatamente exige isolamento.
  3. Por que as outras estão erradas: A) o vidro tem condutividade 1,0, muito maior que a da espuma, então isola bem menos; B) o cobre é um excelente condutor (390), o que é ruim para panela que deve transmitir calor e inadequado para isolar; C) o aço tem alta condutividade (50) e serve para estrutura por resistência mecânica, não térmica; D) a cerâmica tem condutividade 1,5, maior que a do vidro, e portanto oferece menos resistência térmica do que a espuma.
  4. Conclusão: a alternativa correta é a E, que coincide com o gabarito oficial. Não há divergência com o gabarito.

💡 Dica: Pense em materiais usados em altas temperaturas.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Senso comum

O aluno supõe que o vidro é um bom isolante térmico, talvez pela ideia cotidiana de que janelas de vidro mantêm a casa protegida, sem comparar a condutividade 1,0 com a da espuma de 0,03.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que materiais que conduzem bem o calor também são bons para isolar, ou seja, confunde alta condutividade com alta resistência térmica, invertendo a relação de proporcionalidade inversa.

C Erradaerro: Interpretação

O aluno confunde resistência mecânica (capacidade de suportar cargas, típica de estruturas) com resistência térmica, associando a robustez do aço à capacidade de barrar o calor.

D Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno supõe que a cerâmica é isolante por ser um material não metálico e usado em fornos e telhas, sem perceber que sua condutividade de 1,5 é maior que a do vidro e da espuma, logo sua resistência térmica é menor.

Por que engana: Confundir materiais com alta condutividade térmica como metais com materiais de alta resistência térmica, escolhendo opções erradas.

E Correta

A espuma de poliestireno apresenta a menor condutividade térmica entre os materiais analisados. Como a resistência térmica é inversamente proporcional à condutividade, esse material oferece a maior resistência à passagem de calor e é adequado para revestir caixas térmicas.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil
Bloom Lembrar
Leitura medio
Discriminação medio
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade dupla
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ direta🧩 progressao
🎯 Conceito central

resistência térmica

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

propriedades dos materiais · conceito de resistencia termica

📚 Reveja

Revisar propriedades de materiais e suas aplicações em química.

⚠️ Erro mais comum

Confundir materiais com alta condutividade térmica como metais com materiais de alta resistência térmica, escolhendo opções erradas.

🏫 Contexto

cientifico

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