Em uma aula prática, estudantes aqueceram água em um recipiente transparente usando uma fonte de calor sob sua…
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
Em uma aula prática, estudantes aqueceram água em um recipiente transparente usando uma fonte de calor sob sua base. Para visualizar o movimento do líquido, adicionaram pequenas partículas de corante. Durante o aquecimento, observaram que a água próxima à base se deslocava para cima, enquanto a água das regiões superiores descia, formando correntes no interior do recipiente. O movimento ocorreu sem o uso de uma haste ou de outro equipamento para agitar a água. Com base nessa observação, qual mecanismo de transferência de calor explica o transporte de energia pelo movimento da própria água no interior do recipiente?
- A) Irradiação térmica através do recipiente
- B) Condução entre partículas vizinhas do líquido
- C) Convecção pelo movimento do líquido
- D) Evaporação na superfície do líquido
- E) Agitação mecânica provocada por uma haste
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Observe o enunciado. A água aquecida pela base sobe e a água mais fria das regiões superiores desce, formando correntes. Isso é um deslocamento de matéria carregando energia térmica de um ponto a outro do líquido.
- Identifique o mecanismo. Quando o transporte de calor ocorre pelo movimento do próprio fluido, devido às diferenças de densidade causadas pelo aquecimento desigual, o mecanismo é a convecção. O enunciado ainda exclui qualquer agitação externa, reforçando que o movimento é interno ao líquido.
- Compare com as alternativas. A alternativa C descreve exatamente esse transporte de energia pelo movimento do líquido, sendo a resposta correta, e coincide com o gabarito oficial.
- Analise as demais. A alternativa A está errada, pois a irradiação é a propagação do calor por ondas eletromagnéticas e não depende do movimento da água. A alternativa B está errada, pois a condução ocorre pela transferência de energia entre partículas vizinhas sem deslocamento de matéria. A alternativa D está errada, pois a evaporação é a passagem do líquido para o estado gasoso na superfície e não explica as correntes descritas. A alternativa E está errada, pois o enunciado afirma que não houve haste ou outro equipamento para agitar a água.
💡 Dica: Identifique o tipo de transferência de calor envolvido.
Alternativa por alternativa
O estudante associa a transferência de calor ao aquecimento do recipiente como um todo, imaginando que o calor se espalha por irradiação através das paredes, sem considerar o movimento do líquido.
O estudante pensa que todo aquecimento de líquido ocorre por condução, por causa da proximidade das partículas com a base, e não percebe que a condução não envolve deslocamento de matéria.
Por que engana: Confundir convecção com condução, pensando que o calor se propaga diretamente através do material em vez de por meio de movimento de fluidos.
A água aquecida na base se torna menos densa e sobe, enquanto a água mais fria e mais densa desce. Esse movimento de massa do fluido transporta energia térmica e caracteriza a convecção. O enunciado especifica o transporte de calor pelo movimento da própria água, eliminando a ambiguidade entre o aquecimento da base e a circulação interna do líquido.
O estudante associa a movimentação da água ao fato de o líquido esquentar e, com a intuição do dia a dia, pensa que a evaporação na superfície explica as correntes internas.
O estudante ignora a informação explícita de que não houve haste nem equipamento de agitação e assume que o movimento foi causado por mexer a água.
Raio-X da questão
transferência de calor
avaliacao
tipos de transferência de calor · propriedades térmicas dos materiais
Revisar os tipos de transferência de calor: condução, convecção e radiação.
Confundir convecção com condução, pensando que o calor se propaga diretamente através do material em vez de por meio de movimento de fluidos.
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pensamento_critico
cientifico
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