Em uma atividade experimental, uma barra de cobre é apoiada horizontalmente e recebe uma fonte de calor em uma…
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 atividade experimental, uma barra de cobre é apoiada horizontalmente e recebe uma fonte de calor em uma de suas extremidades. Pequenas gotas de cera são fixadas em sequência ao longo da barra. Após o aquecimento, a gota mais próxima da fonte derrete primeiro, seguida pelas demais, em ordem crescente de distância. A barra permanece sólida durante todo o procedimento, e não há circulação de água ou de outro líquido ao seu redor. Com base nesse experimento, qual fenômeno explica a transferência de energia térmica ao longo da barra de cobre?
- A) Isolamento térmico
- B) Irradiação térmica
- C) Convecção térmica
- D) Evaporação térmica
- E) Condução térmica
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Observe o que acontece no experimento. A barra de cobre é sólida, está apoiada horizontalmente e recebe calor em uma extremidade. As gotas de cera derretem em sequência, começando pela mais próxima da fonte, o que indica que o calor percorre a barra de um ponto para o outro.
- Identifique o mecanismo. Como a barra permanece sólida e não há líquido ao redor, não existe movimento de massa fluida que transporte calor, o que descarta a convecção. A transferência ocorre por contato entre partículas vizinhas do metal: as partículas mais agitadas da região aquecida transmitem agitação às vizinhas, e assim sucessivamente até a gota mais distante.
- Conclua. Esse processo de transmissão de energia térmica por contato direto, sem transporte de matéria, chama-se condução térmica. A alternativa E está correta.
- Analise as demais. A irradiação dispensa meio material e ocorre por ondas eletromagnéticas, não explicando a propagação progressiva pela barra. O isolamento térmico é uma condição que dificulta a passagem de calor, não um fenômeno de transferência. A evaporação é a passagem de líquido para vapor, que não ocorre aqui, pois não há líquido envolvido. A convecção exige circulação de fluido, justamente o que o enunciado exclui.
- O gabarito oficial E está correto.
💡 Dica: Identifique o fenômeno de transferência de calor mencionado no gráfico.
Alternativa por alternativa
Confunde o isolamento, que impede ou reduz a passagem de calor, com o próprio processo de transferência. O aluno pode ter pensado que a barra 'retém' o calor e por isso ele aparece nas gotas.
Por que engana: Confundir os diferentes modos de transferência de calor, escolhendo convecção ou evaporação em vez de condutividade térmica.
Acredita que o calor se propaga por radiação porque a fonte emite energia que chega às gotas. Não percebe que a irradiação não precisa de contato nem de meio material e não explica a sequência progressiva ao longo da barra.
Associa qualquer aquecimento progressivo a convecção, sem notar que a convecção exige movimento de um fluido (líquido ou gás). O enunciado diz explicitamente que a barra é sólida e não há líquido ao redor.
Imagina que a cera 'evapora' ou muda de estado de forma geral por calor, confundindo fusão, que é o que ocorre, com evaporação, que é a passagem de líquido para vapor. A evaporação não descreve transferência de calor ao longo de um sólido.
A energia térmica se propaga pela própria barra sólida, da região mais quente para as regiões mais frias, fazendo as gotas de cera derreterem sucessivamente. Esse processo é denominado condução térmica e ocorre por interações entre as partículas do material, sem transporte macroscópico da matéria.
Raio-X da questão
transferência de calor
diagnostico
transferência de calor · fenômenos térmicos
Revisar os conceitos de condução, convecção e radiação.
Confundir os diferentes modos de transferência de calor, escolhendo convecção ou evaporação em vez de condutividade térmica.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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