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Física3ª sérieBNCC EM13CNT307Difícil⏱ curto

Em um estudo sobre coberturas para escolas públicas de cidades quentes do Nordeste brasileiro, cinco materiais…

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

Em um estudo sobre coberturas para escolas públicas de cidades quentes do Nordeste brasileiro, cinco materiais foram expostos à mesma radiação solar durante quatro horas. As amostras tinham a mesma espessura e foram instaladas sobre ambientes com igual isolamento térmico. A refletância solar indica a fração da radiação refletida pela superfície; a emissividade indica a capacidade de emitir radiação infravermelha. Quanto maior a refletância e a emissividade, menor tende a ser o aquecimento da cobertura. Os resultados foram: Material | Refletância solar | Emissividade | Temperatura ao final da exposição Telha cerâmica branca | 0,80 | 0,90 | 36 °C Telha cerâmica vermelha | 0,35 | 0,90 | 52 °C Chapa de metal galvanizado | 0,60 | 0,25 | 48 °C Placa de fibra de vidro cinza | 0,45 | 0,85 | 47 °C Manta asfáltica preta | 0,10 | 0,90 | 61 °C Considerando os dados do estudo e o objetivo de reduzir o aquecimento dos ambientes sob a cobertura, qual material deve ser selecionado e qual propriedade explica essa escolha?

  1. A) Placa de fibra de vidro cinza, por apresentar baixa temperatura e elevada emissividade.
  2. B) Manta asfáltica preta, por apresentar elevada emissividade e liberar energia térmica.
  3. C) Chapa de metal galvanizado, por apresentar refletância solar moderada e menor absorção.
  4. D) Telha cerâmica vermelha, por apresentar elevada emissividade e liberar calor com eficiência.
  5. E) Telha cerâmica branca, por apresentar elevada refletância solar e elevada emissividade.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

  1. O objetivo é reduzir o aquecimento sob a cobertura, então o melhor material é aquele com maior refletância solar e maior emissividade, pois reflete mais radiação do sol e emite mais infravermelho, e tende a ficar mais frio.
  2. Analisando a tabela, a telha cerâmica branca tem a maior refletância solar (0,80), a segunda maior emissividade (0,90, empatada com outros materiais) e a menor temperatura final (36 °C). Ela combina as duas propriedades desejadas da melhor forma possível.
  3. A placa de fibra de vidro cinza tem emissividade alta, mas refletância menor (0,45) e temperatura final de 47 °C, que não é baixa em comparação com a telha branca.
  4. A manta asfáltica preta tem a menor refletância (0,10) e a maior temperatura (61 °C); ter emissividade alta não compensa a grande absorção de radiação solar.
  5. A chapa galvanizada tem refletância moderada (0,60), mas emissividade baixa (0,25), e atingiu 48 °C, mais que a telha branca.
  6. A telha vermelha tem emissividade alta, mas refletância baixa (0,35) e temperatura de 52 °C, pois absorve muita radiação solar.
  7. Conclusão: a telha cerâmica branca é a escolha correta, e a propriedade que explica o resultado é a alta refletância solar, que reduz a absorção de energia solar, reforçada pela alta emissividade, que ajuda a dissipar o calor absorvido. O gabarito oficial E está correto.

💡 Dica: Considere as propriedades térmicas dos materiais.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

O aluno considera apenas a emissividade alta e supõe que a placa tem temperatura baixa, sem comparar com a telha branca, que atingiu 36 °C.

Por que engana: Confundir materiais que absorvem calor com os que refletem, escolhendo materiais inadequados para alta temperatura.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que liberar energia térmica por emissão basta para esfriar o material, ignorando que a manta absorve muito calor pela refletância de apenas 0,10 e chega a 61 °C.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno acha que uma refletância moderada é suficiente e ignora a emissividade muito baixa (0,25) da chapa, além de não comparar a temperatura final de 48 °C com a da telha branca.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno foca somente na emissividade alta (0,90) e ignora a refletância baixa (0,35), que faz a telha absorver muita radiação solar e chegar a 52 °C.

E Correta

A telha cerâmica branca apresentou a maior refletância solar entre os materiais analisados, absorvendo menor fração da radiação incidente, e também elevada emissividade, favorecendo a emissão de radiação infravermelha. Por isso, atingiu a menor temperatura no experimento, 36 °C, sendo a opção mais adequada nas condições especificadas.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil
Bloom Analisar
Leitura baixo
Discriminação medio
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ direta🧩 abertura
🎯 Conceito central

materiais de cobertura

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

propriedades termicas materiais · materiais de cobertura

📚 Reveja

Revisar as propriedades térmicas dos materiais de construção.

⚠️ Erro mais comum

Confundir materiais que absorvem calor com os que refletem, escolhendo materiais inadequados para alta temperatura.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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