Um estudante observou que ao colocar água quente em uma garrafa térmica, a temperatura se mantém estável por…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um estudante observou que ao colocar água quente em uma garrafa térmica, a temperatura se mantém estável por mais tempo. Qual o princípio físico que explica isso?
- A) Condução térmica
- B) Convecção térmica
- C) Radiação térmica
- D) Isolamento térmico
- E) Equilíbrio térmico
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o fenômeno. A água quente dentro da garrafa perde calor para o ambiente muito lentamente, por isso a temperatura se mantém estável por mais tempo. Pergunta-se qual princípio explica essa redução das trocas de calor.
- Analise o papel da garrafa térmica. Ela possui paredes duplas com vácuo entre elas (que impede a condução e a convecção) e superfícies espelhadas (que reduzem a radiação). Essa combinação de barreiras é o que chamamos de isolamento térmico.
- Resolva por conta própria. O princípio que explica a manutenção da temperatura é o isolamento térmico, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
- Verifique as demais alternativas. A condução (A), a convecção (B) e a radiação (C) são os três mecanismos de transferência de calor que a garrafa busca bloquear, não o princípio que explica o seu funcionamento. O equilíbrio térmico (E) ocorre quando dois corpos atingem a mesma temperatura, mas não explica por que a água demora a esfriar.
- Conclusão. A alternativa correta é a D, isolamento térmico, pois a garrafa térmica reduz as trocas de calor com o meio, mantendo a temperatura do líquido estável por mais tempo.
💡 Dica: Identifique o princípio da termodinâmica relacionado ao isolamento térmico.
Alternativa por alternativa
O aluno associa a manutenção da temperatura à condução, sem perceber que a garrafa foi projetada justamente para dificultar a passagem de calor por condução. Ele confunde o mecanismo de transferência com o princípio que impede essa transferência.
Por que engana: Confundir os diferentes modos de transferência de calor, escolhendo uma alternativa que não se aplica ao contexto da garrafa térmica.
O aluno pensa que a convecção, por ser o movimento do fluido que transporta calor, explica a estabilidade da temperatura. Não percebe que a garrafa a bloqueia, pois o vácuo impede a circulação de massas de água e ar.
O aluno acredita que a radiação é o fator principal da perda de calor e, por isso, que ela explicaria a estabilidade. Ele não observa que as superfícies espelhadas da garrafa reduzem a radiação, mas o princípio geral é o isolamento.
Isso é o que a garrafa térmica faz para manter a temperatura.
O aluno confunde equilíbrio térmico com manutenção da temperatura, imaginando que a estabilidade é consequência do equilíbrio. Na verdade, o equilíbrio térmico só ocorre quando as temperaturas se igualam, e a garrafa existe para atrasar esse processo.
Raio-X da questão
isolamento térmico
diagnostico
transferência de calor · propriedades dos materiais
Revisar os princípios da termodinâmica e o conceito de calor.
Confundir os diferentes modos de transferência de calor, escolhendo uma alternativa que não se aplica ao contexto da garrafa térmica.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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