Em um teste realizado por um instituto de defesa do consumidor, duas panelas foram aquecidas 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
Em um teste realizado por um instituto de defesa do consumidor, duas panelas foram aquecidas com a mesma fonte de calor. A panela com revestimento especial aqueceu o alimento mais rapidamente e apresentou menor perda de calor para o ambiente após o desligamento da fonte. O fabricante informou que o revestimento é formado por duas camadas: uma voltada para o interior da panela e outra voltada para o ambiente. Entre as propriedades analisadas estavam a condutividade térmica, a capacidade térmica, a densidade e a dilatação térmica dos materiais. Com base nos resultados do teste, qual combinação de propriedades físicas do revestimento explica simultaneamente o aquecimento mais rápido do alimento e a manutenção da temperatura por mais tempo?
- A) Baixa condutividade térmica nas camadas interna e externa
- B) Alta condutividade térmica nas camadas interna e externa
- C) Baixa condutividade térmica na camada interna e alta condutividade térmica na camada externa
- D) Alta condutividade térmica na camada interna e baixa condutividade térmica na camada externa
- E) Alta capacidade térmica e baixa densidade nas duas camadas
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- O enunciado pede a combinação que explica DOIS fatos ao mesmo tempo: o alimento aquece mais rápido e a panela perde menos calor para o ambiente depois de desligada. Passo 2: Para o aquecimento rápido, o calor precisa atravessar a camada interna até o alimento com facilidade, o que exige alta condutividade térmica nessa camada. Passo 3: Para reter calor depois do desligamento, a camada voltada para o ambiente deve dificultar a passagem do calor para fora, o que exige baixa condutividade térmica nessa camada. Passo 4: Logo, a combinação que atende aos dois fatos é alta condutividade na camada interna e baixa na externa, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: A alternativa A está errada porque baixa condutividade interna isolaria o alimento e tornaria o aquecimento lento. Passo 6: A alternativa B está errada porque alta condutividade externa faria o calor escapar facilmente para o ambiente. Passo 7: A alternativa C está errada porque inverte as camadas: impediria a entrada rápida de calor e favoreceria a perda para fora. Passo 8: A alternativa E está errada porque alta capacidade térmica faz o material absorver mais calor antes de aquecer, retardando o aquecimento, e densidade não controla diretamente essas trocas de calor; a dilatação térmica também não explica os resultados. Passo 9: Conclusão: o gabarito D está correto e a análise confirma essa resposta.
💡 Dica: Considere as propriedades térmicas dos materiais.
Alternativa por alternativa
Acredita que isolar termicamente as duas camadas é sempre vantajoso, ignorando que o alimento precisa receber calor rapidamente pela camada interna.
Supõe que quanto melhor o material conduz calor, melhor para a panela em todos os aspectos, sem perceber que a camada externa precisa reter o calor.
Por que engana: Confundir a capacidade térmica com a densidade, acreditando que a densidade influencia diretamente na rapidez do aquecimento.
Inverte o papel das camadas, achando que a camada interna deve isolar e a externa deve conduzir, o que atrasaria o aquecimento e aumentaria a perda de calor.
A alta condutividade térmica da camada interna facilita a transferência de calor da fonte para o alimento, favorecendo o aquecimento rápido. Já a baixa condutividade térmica da camada externa dificulta a saída de calor para o ambiente, contribuindo para a manutenção da temperatura após o desligamento da fonte.
Confunde capacidade térmica com condutividade, imaginando que um material que 'guarda' calor também o transmite bem e que a densidade seja o fator decisivo para as trocas de calor.
Raio-X da questão
eficiência térmica
diagnostico
propriedades térmicas dos materiais · transferência de calor
Revisar as propriedades térmicas dos materiais.
Confundir a capacidade térmica com a densidade, acreditando que a densidade influencia diretamente na rapidez do aquecimento.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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