Duas garrafas deixadas ao sol por 30 minutos: uma metálica opaca e outra plástica translúcida. A água na…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento das formas de propagação do calor para justificar a utilização de determinados materiais (condutores e isolantes) na vida cotidiana, explicar o princípio de funcionamento de alguns equipamentos (garrafa térmica, coletor solar etc.) e/ou construir soluções tecnológicas a partir desse conhecimento.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Duas garrafas deixadas ao sol por 30 minutos: uma metálica opaca e outra plástica translúcida. A água na garrafa metálica ficou mais quente. Explique esse resultado relacionando condução, convecção e radiação.
- A) A água na garrafa plástica aqueceu mais por ser translúcida.
- B) Ambas as garrafas aqueceram igualmente pois estão no sol.
- C) Convecção é a única responsável pelo aquecimento da água.
- D) A radiação aquece; o metal conduz melhor, e a convecção distribui calor na água.
- E) A garrafa plástica absorve mais radiação solar que a metálica.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- O enunciado diz que a garrafa metálica opaca esquentou mais que a plástica translúcida, então a alternativa correta precisa explicar esse resultado pelos três mecanismos de transferência de calor. Passo 2: A radiação é a onda eletromagnética que vem do Sol e chega às garrafas sem precisar de meio material. Ao atingir a superfície opaca, parte dessa energia é absorvida e transformada em energia térmica do metal. Passo 3: O metal é bom condutor térmico, então transmite rapidamente esse calor das paredes externas para a água encostada nelas, por condução. Passo 4: Dentro da água, o fluido mais quente fica menos denso e sobe, enquanto a água mais fria desce; essas correntes de convecção distribuem o calor por todo o líquido. Passo 5: Por isso a alternativa D é a correta, pois descreve radiação como fonte de energia, condução pelo metal e convecção na água, em sequência coerente com o resultado observado. Passo 6: A alternativa A está errada, pois translucidez não favorece aquecimento; a transparência deixa a luz passar e reduz a absorção. Passo 7: A alternativa B está errada, pois materiais diferentes absorvem e transmitem calor de formas distintas, então os resultados não são iguais. Passo 8: A alternativa C está errada, pois a convecção é apenas um dos mecanismos e, sozinha, não explica o aquecimento; a radiação inicia o processo. Passo 9: A alternativa E está errada, pois contradiz o próprio resultado do enunciado, que mostra a garrafa metálica mais quente, e a plástica translúcida absorve menos radiação.
💡 Dica: Relacione a incidência da radiação solar à condução do recipiente e à circulação da água.
Alternativa por alternativa
O aluno associa a transparência a um maior aquecimento, achando que a luz que atravessa o plástico fica presa e aquece a água. Ele confunde transmitir luz com absorver energia.
O aluno pensa que, por estarem sob a mesma fonte de luz, as garrafas recebem e retêm o mesmo calor. Ele ignora que a cor, a opacidade e o material do recipiente alteram a absorção e a condução.
O aluno acredita que a convecção sozinha explica tudo, sem perceber que ela só distribui o calor já recebido. Ele desconsidera a radiação solar como fonte inicial de energia e a condução pelo material.
Por que engana: Atribuir o aquecimento exclusivamente à convecção ou supor que a transparência do plástico, por si só, determina qual água ficará mais quente.
A energia do Sol chega às garrafas por radiação. O metal conduz calor melhor que o plástico, transferindo-o à água, e a convecção ajuda a distribuir o calor pela água. A opacidade, por si só, não permite concluir que a garrafa absorve mais radiação.
O aluno supõe que um material translúcido absorve mais radiação solar do que um opaco, invertendo a relação entre opacidade e absorção. Assim, a alternativa contradiz o resultado descrito no enunciado.
Raio-X da questão
Transferência de calor
diagnostico
Formas de transferência de calor · Propriedades térmicas dos materiais
Revise como radiação, condução e convecção transferem calor e participam do aquecimento de líquidos.
Atribuir o aquecimento exclusivamente à convecção ou supor que a transparência do plástico, por si só, determina qual água ficará mais quente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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