“Se a água passar de 70°C, já ajuda a reduzir muitos microrganismos”, comentou Davi ao testar um aquecedor…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
“Se a água passar de 70°C, já ajuda a reduzir muitos microrganismos”, comentou Davi ao testar um aquecedor solar caseiro. Ele montou uma caixa de papelão com o interior forrado de papel-alumínio, colocou uma panela preta com 1 litro de água e fechou a abertura com uma folha plástica transparente. Ao meio-dia, com céu limpo, a água subiu de 26°C para 62°C em cerca de 1 hora e, depois disso, ficou quase estável entre 61°C e 63°C por mais 40 minutos, mesmo com o Sol forte. Em outro teste, Davi apenas apoiou a folha plástica sem esticar, deixando pequenas frestas nas bordas, e a água estabilizou perto de 56°C. Ele concluiu que, em cada montagem, chega um momento em que o aquecimento “para de aumentar” porque o ganho de calor passa a se igualar à perda para o ambiente. Com base no texto, identifique a alteração na montagem que tende a aumentar a temperatura de estabilização da água, mantendo por mais tempo a diferença de temperatura em relação ao ar.
- A) Ampliação de aberturas laterais para circular mais ar e espalhar melhor o calor
- B) Substituição da panela preta por uma panela clara para evitar superaquecimento
- C) Aumento do volume de água para que ela demore mais a esquentar e não estabilize
- D) Vedação das frestas para diminuir a saída de ar quente e a entrada de ar mais frio
- E) Retirada da folha plástica para que a luz entre sem obstáculos e aqueça mais
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- O texto diz que a água para de aquecer quando o ganho de calor vindo do Sol se iguala à perda de calor para o ambiente. Assim, a temperatura de estabilização depende do equilíbrio entre entrada e saída de calor. Passo 2: Compare os dois testes de Davi. Com a folha bem esticada e sem frestas, a água estabilizou entre 61°C e 63°C. Com frestas nas bordas, estabilizou perto de 56°C. Menos perda de ar quente resulta em temperatura de estabilização maior. Passo 3: A alternativa D aplica essa mesma ideia: vedar as frestas reduz a saída de ar quente e a entrada de ar mais frio, diminuindo a perda de calor e elevando a temperatura de equilíbrio. Passo 4: Por que as demais estão erradas. A amplia as aberturas, o que aumenta a perda de calor e reduz a temperatura. B troca a panela preta por uma clara, que absorve menos luz e, por isso, aquece menos. C aumenta o volume de água, o que faz a água demorar mais para aquecer, mas não altera o equilíbrio entre ganho e perda que define a temperatura de estabilização. E retira a folha plástica, que retinha o calor, aumentando a perda e reduzindo a temperatura final. Passo 5: Portanto, a resolução independente confirma o gabarito oficial D.
💡 Dica: Analise como a vedação das frestas influencia a troca de calor no sistema.
Alternativa por alternativa
Acredita que ventilar mais o interior distribui melhor o calor e melhora o aquecimento, ignorando que aberturas aumentam a perda de calor para o ambiente.
Por que engana: O aluno pode confundir que aumentar a circulação de ar ou retirar a folha plástica aumentam a temperatura, ignorando a perda de calor por convecção.
Imagina que a cor clara protege contra superaquecimento e confunde a absorção da radiação solar com a temperatura de equilíbrio, quando a panela preta absorve mais luz.
Confunde o tempo para aquecer, que depende da quantidade de água, com a temperatura final de equilíbrio, que depende do balanço entre ganho e perda de calor.
Ao reduzir trocas por convecção com o ambiente, diminui a perda de calor e o novo equilíbrio ocorre em temperatura maior.
Acredita que a folha plástica bloqueia a luz do Sol, ignorando que ela retém o calor e reduz a perda para o ambiente.
Raio-X da questão
troca de calor e isolamento térmico
diagnostico
troca de calor · isolamento térmico
Estude os conceitos de condução, convecção e isolamento térmico.
O aluno pode confundir que aumentar a circulação de ar ou retirar a folha plástica aumentam a temperatura, ignorando a perda de calor por convecção.
pensamento_critico
cotidiano
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