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Ciências7º anoBNCC EF07CI04Difícil⏱ medio

No transporte de vacinas entre dois postos de saúde, um entregador testou uma caixa térmica de 25 L em um dia…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EF07CI04

Avaliar o papel do equilíbrio termodinâmico para a manutenção da vida na Terra, para o funcionamento de máquinas térmicas e em outras situações cotidianas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

No transporte de vacinas entre dois postos de saúde, um entregador testou uma caixa térmica de 25 L em um dia quente (30°C). Em um teste, colocou 6 placas de gelo encostadas nos frascos. Após 2 h, alguns frascos apresentaram sinais de congelamento, embora o termômetro no centro da caixa marcasse 3°C ao final de 4 h. Em outro teste, manteve as 6 placas, mas envolveu cada uma em jornal e separou os frascos das placas com papelão. Ao final de 4 h, a temperatura no centro ficou em 6°C e não houve congelamento. Em um terceiro teste, usou apenas 3 placas e deixou espaços vazios dentro da caixa. Ao final de 4 h, a temperatura no centro chegou a 10°C. Para uma nova rota, o trajeto deve durar 6 h e a previsão é de 34°C. Com base nos testes, elabore a configuração da caixa que mais aumenta a chance de manter os frascos entre 2°C e 8°C durante 6 h, evitando congelamento, ao retardar o equilíbrio térmico com o ambiente.

  1. A) Usar 3 placas e aumentar os espaços vazios para o ar circular e “espalhar o frio” na caixa
  2. B) Trocar as placas de gelo por garrafas com água líquida fria, para não haver risco de congelamento
  3. C) Colocar a caixa sob sol para derreter parte do gelo e “estabilizar” a temperatura perto de 8°C
  4. D) Manter 6 placas envoltas em jornal, separar frascos com papelão e preencher espaços vazios com material seco
  5. E) Manter 6 placas em contato com os frascos e abrir a caixa periodicamente para “regular” a temperatura

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

  1. Identifique o objetivo: manter os frascos entre 2 e 8 graus por 6 h, sem congelar, num ambiente de 34 graus. Isso exige retardar a troca de calor com o ambiente e manter o gelo como reserva fria por mais tempo. Passo 2: Compare os testes. No teste 1, as placas encostadas nos frascos congelaram parte da carga em 2 h, pois o frio chega direto e intenso. No teste 2, o jornal isolou as placas e o papelão separou os frascos, e após 4 h o centro estava em 6 graus sem congelamento, o que mostra controle da transferência de calor. No teste 3, com 3 placas e espaços vazios, o centro chegou a 10 graus em 4 h, pois o ar dentro da caixa facilita a troca térmica e há menos reserva de gelo. Passo 3: Combine os bons resultados. A alternativa D mantém as 6 placas (maior reserva de frio), envolve as placas em jornal (isolante que atrasa o derretimento e a troca de calor), separa os frascos com papelão (evita contato direto e congelamento) e preenche os vazios com material seco (reduz o ar que transporta calor). Passo 4: Por que as outras estão erradas. A: menos placas e mais ar aceleram o aquecimento, como mostrou o teste 3. B: água líquida não tem o calor de fusão do gelo e logo atinge a temperatura ambiente, perdendo a capacidade de manter o frio. C: o sol aquece a caixa e derrete o gelo, o que faz subir a temperatura em vez de estabilizá-la. E: abrir a caixa troca o ar frio interno pelo ar quente externo, acelerando o equilíbrio térmico. Passo 5: Conclusão: a alternativa D é a que mais retarda o equilíbrio térmico e evita congelamento, coerente com o gabarito oficial.

💡 Dica: Analise os testes e escolha a configuração que mantém a temperatura ideal sem congelar.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Acredita que mais espaços vazios com ar circulando espalham o frio e mantêm a temperatura, quando na verdade o ar transfere calor com facilidade e há menos gelo de reserva.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

Supõe que água líquida fria oferece mais segurança por não congelar, ignorando que ela aquece rapidamente e não tem a reserva de energia térmica do gelo que mantém a temperatura baixa.

Por que engana: Escolher alternativas que ignoram o isolamento ou o risco de congelamento, confundindo temperatura ideal.

C Erradaerro: Senso comum

Acha que expor a caixa ao sol ajuda a estabilizar a temperatura, quando o sol apenas aquece o interior e derrete o gelo, elevando a temperatura dos frascos.

D Correta

Jornal/papelão aumentam isolamento e o preenchimento reduz convecção interna, retardando a troca de calor; evita contato direto que pode congelar.

E Erradaerro: Senso comum

Imagina que abrir a caixa para regular a temperatura ajuda, mas na prática o ar quente de fora entra e acelera o aquecimento, além de não resolver o contato direto com o gelo que causa congelamento.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil
Bloom Criar
Leitura medio
Discriminação alto
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade multipla
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 consolidacao
🎯 Conceito central

equilibrio termico, isolamento, temperatura

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

transferencia de calor · isolamento termico

📚 Reveja

estude transferencia de calor e isolamento termico

⚠️ Erro mais comum

Escolher alternativas que ignoram o isolamento ou o risco de congelamento, confundindo temperatura ideal.

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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