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Química5º anoDifícil⏱ curto

Uma cooperativa brasileira pretende fabricar caixas reutilizáveis para transportar vacinas. Para reduzir a…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Uma cooperativa brasileira pretende fabricar caixas reutilizáveis para transportar vacinas. Para reduzir a troca de calor com o ambiente, a caixa deve ser feita de um material com condutividade térmica de, no máximo, 0,05 W/(m·K). Para facilitar o transporte, sua densidade deve ser de, no máximo, 100 kg/m³. A tabela apresenta propriedades de alguns materiais disponíveis: poliestireno expandido — densidade de 20 kg/m³ e condutividade térmica de 0,035 W/(m·K); madeira — 600 kg/m³ e 0,12 W/(m·K); concreto — 2.400 kg/m³ e 1,4 W/(m·K); cerâmica — 1.800 kg/m³ e 0,80 W/(m·K); alumínio — 2.700 kg/m³ e 205 W/(m·K). Quanto menor a condutividade térmica, menor tende a ser a transferência de calor pelo material. Com base nos critérios apresentados, qual material a cooperativa deve escolher para fabricar as caixas?

  1. A) Madeira
  2. B) Cerâmica
  3. C) Alumínio
  4. D) Poliestireno expandido
  5. E) Concreto

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

  1. Identifique os dois critérios da cooperativa: condutividade térmica no máximo 0,05 W/(m·K) e densidade no máximo 100 kg/m³. O material precisa atender aos dois simultaneamente.
  2. Verifique cada material na tabela. Madeira: 0,12 W/(m·K) é maior que 0,05, então reprova; densidade 600 kg/m³ também reprova. Cerâmica: 0,80 W/(m·K) e 1.800 kg/m³, reprova nos dois. Alumínio: 205 W/(m·K) e 2.700 kg/m³, reprova nos dois. Concreto: 1,4 W/(m·K) e 2.400 kg/m³, reprova nos dois.
  3. Poliestireno expandido: condutividade 0,035 W/(m·K), que é menor que 0,05, e densidade 20 kg/m³, que é menor que 100. Ele atende aos dois critérios.
  4. Logo, a escolha correta é o poliestireno expandido, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. As demais alternativas estão erradas porque ultrapassam os limites de condutividade e de densidade ao mesmo tempo, sendo que a madeira reprova nos dois critérios apenas por valores bem acima do permitido.

💡 Dica: Considere as propriedades dos materiais mencionados.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Senso comum

O aluno provavelmente considerou a madeira por ser um isolante natural popular, sem comparar os valores com os limites exigidos de 0,05 W/(m·K) e 100 kg/m³.

B Erradaerro: Senso comuma que mais engana

O aluno pode ter escolhido a cerâmica por associá-la a materiais de uso térmico (como telhas e tijolos), sem verificar que sua condutividade de 0,80 W/(m·K) e densidade de 1.800 kg/m³ excedem os limites.

Por que engana: Confundir materiais pesados com leves ou não considerar a capacidade de isolamento térmico ao escolher o material.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno pode ter confundido o alumínio com um bom material para conservar temperatura, ignorando que ele conduz calor muito bem (205 W/(m·K)) e que a densidade também é alta.

D Correta

O poliestireno expandido é o único material da tabela que atende simultaneamente aos dois critérios: densidade de 20 kg/m³, inferior ao limite de 100 kg/m³, e condutividade térmica de 0,035 W/(m·K), inferior ao limite de 0,05 W/(m·K). Portanto, ele é leve e dificulta a transferência de calor.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno pode ter avaliado apenas a densidade do concreto ou ter tomado o concreto como material de construção resistente sem comparar a condutividade de 1,4 W/(m·K) com o limite de 0,05 W/(m·K).

Raio-X da questão

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

isolamento térmico

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

propriedades dos materiais · isolamento termico

📚 Reveja

Revisar as propriedades dos materiais e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

Confundir materiais pesados com leves ou não considerar a capacidade de isolamento térmico ao escolher o material.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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