Um estudante faz um experimento com dois tipos de metais: cobre e alumínio. Ao aquecer ambos com a mesma fonte…
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 faz um experimento com dois tipos de metais: cobre e alumínio. Ao aquecer ambos com a mesma fonte de calor, ele observa que o cobre se aquece mais rapidamente. Que princípio físico explica essa diferença na condutividade térmica dos metais?
- A) O cobre tem maior massa específica.
- B) O alumínio é mais denso que o cobre.
- C) O cobre é um melhor condutor de calor.
- D) A temperatura do alumínio não aumenta rapidamente.
- E) Os dois metais têm a mesma condutividade.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- O enunciado pergunta qual princípio físico explica a diferença de aquecimento entre cobre e alumínio quando ambos recebem o mesmo calor, e a resposta esperada envolve condutividade térmica, ou seja, a capacidade de um material transmitir calor de uma região para outra. Passo 2: Resolvendo por conta própria, o cobre aquece mais rápido porque conduz o calor da fonte para o restante do metal com mais eficiência, distribuindo a energia térmica com maior rapidez. Esse é o conceito de condutividade térmica, que é uma propriedade do material. Passo 3: A alternativa C, 'O cobre é um melhor condutor de calor', expressa exatamente essa ideia, portanto está correta. Passo 4: A alternativa A está errada, pois massa específica (densidade) não é o fator que determina a velocidade de condução térmica. Passo 5: A alternativa B está errada, pois afirma que o alumínio é mais denso que o cobre, o que é falso, já que o cobre é mais denso (cerca de 8,9 g/cm^3 contra 2,7 g/cm^3 do alumínio), e de qualquer forma densidade não explica a condução. Passo 6: A alternativa D está errada, pois descreve um efeito (a temperatura do alumínio não subir) sem explicar o princípio físico, e no experimento o alumínio sim aquece, só que mais devagar. Passo 7: A alternativa E está errada, pois os dois metais têm condutividades térmicas diferentes, e a observação do experimento justamente evidencia essa diferença. Passo 8: Conclusão: o gabarito oficial C está correto.
💡 Dica: Considere as propriedades térmicas dos metais.
Alternativa por alternativa
O aluno associa a rapidez de aquecimento à massa específica, achando que o metal mais denso esquenta mais depressa. Ele confunde uma propriedade de massa por volume com a propriedade que governa a transmissão de calor.
Por que engana: Confundir a densidade dos metais com sua capacidade de conduzir calor, acreditando que a densidade maior implica melhor condutividade térmica.
O aluno inverte a comparação de densidades, supondo que o alumínio é mais denso que o cobre, e ainda liga isso ao aquecimento. Além de erro factual sobre densidade, o raciocínio não se relaciona com condução de calor.
Cobre é conhecido por sua alta condutividade térmica.
O aluno lê a alternativa como uma descrição do fenômeno observado e acha que ela explica a diferença. Ela apenas repete que o alumínio aquece menos, sem apresentar o princípio físico pedido.
O aluno acredita que todos os metais conduzem calor da mesma forma, usando a intuição de que metais são todos iguais. Isso ignora que a condutividade térmica varia de material para material e que o próprio experimento mostra resultados diferentes.
Raio-X da questão
condutividade térmica
diagnostico
condutividade térmica · propriedades dos metais
Revisar os conceitos de condutividade térmica dos materiais.
Confundir a densidade dos metais com sua capacidade de conduzir calor, acreditando que a densidade maior implica melhor condutividade térmica.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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