O topo da montanha é gelado porque o ar quente da base da montanha, regiões baixas, vai esfriando à medida que…
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
O topo da montanha é gelado porque o ar quente da base da montanha, regiões baixas, vai esfriando à medida que sobe. Ao subir, o ar quente fica sujeito a pressões menores, o que o leva a se expandir rapidamente e, em seguida, a se resfriar, tornando a atmosfera no topo da montanha mais fria que a base. Além disso, o principal aquecedor da atmosfera é a própria superfície da Terra. Ao absorver energia radiante emitida pelo Sol, ela esquenta e emite ondas eletromagnéticas aquecendo o ar ao seu redor. E os raios solares que atingem as regiões altas das montanhas incidem em superfícies que absorvem quantidades menores de radiação, por serem inclinadas em comparação com as superfícies horizontais das regiões baixas. Em grandes altitudes, a quantidade de energia absorvida não é suficiente para aquecer o ar ao seu redor. [IMAGEM] Segundo o texto e conhecimentos de física, o topo da montanha é mais frio que a base devido UNESP - 2016
- A) à expansão adiabática sofrida pelo ar quando sobe e ao fato de o ar ser um bom condutor de calor, não retendo energia térmica e esfriando.
- B) à expansão adiabática sofrida pelo ar quando sobe e à pouca irradiação recebida da superfície montanhosa próxima a ele.
- C) à redução da pressão atmosférica com a altitude e ao fato de as superfícies inclinadas das montanhas impedirem a circulação do ar ao seu redor, esfriando-o.
- D) à transformação isocórica pela qual passa o ar que sobe e à pouca irradiação recebida da superfície montanhosa próxima a ele.
- E) à expansão isotérmica sofrida pelo ar quando sobe e à ausência do fenômeno da convecção que aqueceria o ar.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Leia o enunciado com atenção. O texto dá duas causas para o topo da montanha ser mais frio: (a) o ar que sobe encontra pressões menores, expande-se rapidamente e esfria; (b) a superfície da Terra é o principal aquecedor da atmosfera, e nas regiões altas as superfícies inclinadas absorvem menos radiação solar, de modo que a energia absorvida não basta para aquecer o ar ao redor.
- Identifique o fenômeno da primeira causa. Quando o ar sobe e a pressão diminui, ele se expande sem trocar calor significativo com o ambiente, ou seja, sofre uma expansão adiabática, que resfria o gás. Isso corresponde ao trecho 'expandir rapidamente e, em seguida, resfriar'.
- Identifique a segunda causa. O texto afirma que a superfície absorve energia solar, esquenta e emite ondas que aquecem o ar ao redor. Nas altitudes elevadas, a pouca radiação absorvida pela superfície inclinada não é suficiente para aquecer o ar. Logo, a segunda causa é a pouca irradiação recebida da superfície montanhosa próxima ao ar.
- Verifique a alternativa B, que reúne exatamente essas duas causas: expansão adiabática do ar que sobe e pouca irradiação da superfície montanhosa. Ela é a correta.
- Analise as erradas. A: afirma que o ar é bom condutor de calor, o que é falso, pois o ar é mau condutor. C: atribui o resfriamento à redução de pressão, mas associa o efeito a superfícies que impediriam a circulação do ar, algo que o texto não diz. D: fala em transformação isocórica, que ocorre sem variação de volume, contrariando a expansão descrita. E: fala em expansão isotérmica, que não é o processo do texto, e em ausência de convecção, que não é a causa apontada.
💡 Dica: Analise os efeitos da pressão e da radiação na temperatura do ar em diferentes altitudes.
Alternativa por alternativa
O aluno identifica corretamente a expansão adiabática, mas supõe que o ar é bom condutor de calor e por isso perderia energia térmica com facilidade.
Por que engana: Confundir os processos termodinâmicos envolvidos e os mecanismos de transferência de calor na atmosfera.
Certa porque, ao subir, o ar sofre expansão adiabática: perde calor para o ambiente sem troca de calor com o entorno, diminuindo sua temperatura devido à redução da pressão atmosférica. Além disso, nas regiões mais altas, a superfície inclinada das montanhas recebe menos radiação solar direta e reflete mais energia, absorvendo menos calor e, por isso, aquecendo menos o ar ao redor. Assim, a combinação desses dois fatores faz com que o topo seja mais frio.
O aluno associa o resfriamento à redução de pressão, mas acredita que a inclinação das montanhas impede a circulação do ar, o que o texto não afirma; ele inventa uma causa que não está no texto.
O aluno percebe a pouca irradiação como causa correta, mas confunde a expansão do ar com transformação isocórica, que é a transformação sem variação de volume.
O aluno confunde a expansão sofrida pelo ar, que é adiabática (sem troca de calor), com expansão isotérmica (temperatura constante), e acredita que a falta de convecção é a causa principal, quando o texto aponta a baixa irradiação da superfície.
Raio-X da questão
expansão adiabática e radiação solar
diagnostico
propriedades do ar e pressão atmosférica · transferência de calor por radiação
estude expansão adiabática e transferência de calor por radiação
Confundir os processos termodinâmicos envolvidos e os mecanismos de transferência de calor na atmosfera.
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