Em um experimento, três panelas com alças de mesmo formato e dimensões foram aquecidas em uma placa mantida a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um experimento, três panelas com alças de mesmo formato e dimensões foram aquecidas em uma placa mantida a 250 °C. Após atingir o equilíbrio térmico, mediu-se a temperatura na extremidade externa de cada alça. Considerou-se que um pano de algodão pode iniciar sua combustão ao permanecer em contato com uma superfície a 180 °C ou mais. Os dados obtidos foram organizados na tabela. Material da alça | Condutividade térmica (W·m?¹·K?¹) | Ponto de fusão (°C) | Temperatura da extremidade externa (°C) Alumínio | 237 | 660 | 210 Aço inoxidável | 16 | 1370 | 190 PTFE | 0,25 | 327 | 80 O alumínio pode reagir com o oxigênio do ar conforme a equação 4Al + 3O2 ? 2Al2O3. A camada de óxido formada é aderente e dificulta a continuidade dessa reação. Com base nos dados do experimento, qual material apresenta menor risco de iniciar a combustão do pano ao entrar em contato com a extremidade externa da alça?
- A) PTFE, pois a extremidade externa da alça permanece a 80 °C, temperatura inferior ao limite de combustão do pano.
- B) Aço inoxidável, pois seu ponto de fusão elevado impede qualquer aquecimento perigoso.
- C) Aço inoxidável, pois sua baixa condutividade mantém a alça mais fria que a de alumínio.
- D) Todos os materiais, pois nenhuma alça alcança seu respectivo ponto de fusão.
- E) Alumínio, pois a camada de óxido protege a alça contra a combustão do pano.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o critério da questão. Um pano de algodão pode iniciar combustão ao encostar em superfície a 180 °C ou mais. Logo, o menor risco é do material cuja extremidade externa fica mais distante desse limite.
- Compare as temperaturas da extremidade externa da tabela com 180 °C. Alumínio: 210 °C, acima do limite. Aço inoxidável: 190 °C, também acima do limite. PTFE: 80 °C, bem abaixo do limite.
- Conclua que a alça de PTFE é a que apresenta menor risco, pois sua extremidade está a 80 °C, temperatura inferior ao limite de 180 °C. Portanto, a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Analise as demais alternativas. B está errada, pois o ponto de fusão alto não impede o aquecimento; a extremidade do aço chega a 190 °C, acima do limite. C está errada, pois o aço inoxidável (190 °C) é menos condutor, mas ainda assim fica acima de 180 °C e é mais quente que a alça de PTFE. D está errada, pois a questão trata de risco de combustão, não de fusão, e a temperatura de fusão não é o critério relevante. E está errada, pois a camada de óxido de alumínio não impede a transferência de calor nem protege o pano contra combustão; além disso, a alça de alumínio atinge 210 °C.
- Observação sobre a questão: o enunciado pede o menor risco, e a análise direta das temperaturas externas responde isso sem depender de cálculos adicionais.
💡 Dica: Compare as condutividades térmicas dos materiais.
Alternativa por alternativa
O risco considerado depende da temperatura da superfície que entra em contato com o pano. A extremidade da alça de PTFE atinge 80 °C, enquanto as de aço inoxidável e alumínio atingem, respectivamente, 190 °C e 210 °C. Como o pano pode iniciar sua combustão a partir de 180 °C, somente a alça de PTFE permanece abaixo desse limite. O ponto de fusão e a formação de óxido de alumínio não alteram essa comparação nas condições informadas.
O aluno acredita que um ponto de fusão alto garante que a alça não se aqueça perigosamente, confundindo resistência à fusão com baixa temperatura de operação.
O aluno associa baixa condutividade térmica a temperatura baixa na extremidade, sem comparar o valor medido (190 °C) com o limite de 180 °C.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre condutividade térmica e segurança, escolhendo um material com alta condutividade por acreditar que ele é mais eficiente.
O aluno confunde o critério de risco de combustão com o de fusão do metal, supondo que, como nenhuma alça funde, todas são igualmente seguras.
O aluno supõe que a camada de óxido aderente do alumínio isola a alça e impede a combustão do pano, ignorando que a temperatura medida (210 °C) já está acima do limite.
Raio-X da questão
condutividade térmica
avaliacao
condutividade térmica · propriedades dos materiais
Revisar propriedades térmicas dos materiais.
O aluno pode confundir a relação entre condutividade térmica e segurança, escolhendo um material com alta condutividade por acreditar que ele é mais eficiente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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