Em uma viagem escolar, a professora levou água gelada em duas garrafas. A primeira era de metal, sem proteção…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Questão
Em uma viagem escolar, a professora levou água gelada em duas garrafas. A primeira era de metal, sem proteção externa. A segunda tinha parede dupla e espaço com ar entre as camadas. Depois de algumas horas sob sol forte, a água da segunda garrafa permaneceu bem mais fria. Com base na situação descrita, qual conceito explica melhor por que a segunda garrafa conservou a água fria por mais tempo?
- A) A segunda garrafa esquenta menos porque o metal da primeira concentra o calor e o envia mais rápido para a água, enquanto o ar entre as camadas bloqueia essa passagem.
- B) O espaço de ar faz a garrafa produzir frio internamente, compensando o calor do sol e resfriando a água ao longo das horas.
- C) A camada de ar faz a luz do sol atravessar menos a parede da garrafa, por isso a água permanece gelada por mais tempo.
- D) A parede dupla com espaço de ar dificulta a troca de calor com o ambiente, atuando como isolamento térmico e reduzindo a condução e a convecção.
- E) A parede dupla de metal absorve melhor o calor do ambiente e impede que ele chegue à água, mantendo a temperatura mais baixa por mais tempo.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o fenômeno. O sol aquece a garrafa e esse calor chega à água por meio de transferências de calor: condução (através de materiais em contato), convecção (movimento de fluidos) e radiação (ondas que atravessam o espaço). A questão pede o conceito que melhor explica a manutenção da temperatura baixa na segunda garrafa.
- Analise a estrutura da segunda garrafa. A parede dupla com ar entre as camadas forma uma barreira. O ar é um mau condutor de calor e, por estar preso no espaço, impede a circulação que transportaria calor (convecção). Assim, a entrada de calor no líquido diminui. Essa é a função de um isolante térmico.
- Conclua. A alternativa D descreve corretamente esse papel: a parede dupla com ar dificulta a troca de calor com o ambiente, atuando como isolamento térmico e reduzindo condução e convecção. Esse é o conceito pedido, por isso D está correta, em concordância com o gabarito.
- Verifique as demais alternativas. A está errada porque o metal conduz bem o calor, mas não o concentra; além disso, a explicação compara a primeira garrafa sem demonstrar o conceito que explica a segunda. B está errada porque nenhuma garrafa produz frio: o sistema apenas reduz a entrada de calor, sem gerar energia térmica negativa. C está errada porque o ar não funciona como filtro de luz; a luz do sol é absorvida pela superfície e transformada em calor, e o ar entre as paredes atua sobre a condução e a convecção. E está errada porque o metal é bom condutor, não isolante, e o que impede a passagem de calor é o ar entre as camadas, não a parede metálica.
💡 Dica: Pense no que a camada de ar dificulta entre a água e o ambiente.
Alternativa por alternativa
O aluno entende que o metal concentra o calor e o transmite rapidamente, e atribui ao ar o papel de bloqueio, mas confunde condução com concentração de calor e foca na primeira garrafa em vez do mecanismo que mantém a segunda fria.
O aluno acredita que a garrafa gera frio por si mesma, como um refrigerador, em vez de apenas reduzir a entrada de calor vindo do ambiente. Esse raciocínio vem da intuição de que objetos isolados 'guardam' frio.
O aluno associa a proteção da garrafa à passagem de luz, imaginando que a camada de ar filtra a luz do sol. Ele não distingue a radiação luminosa, que é absorvida e convertida em calor, do fluxo de calor por condução e convecção bloqueado pelo ar.
Alternativa correta. Explica que o espaço com ar entre as paredes diminui a transferência de calor entre a água e o meio externo, o que mantém a bebida fria por mais tempo.
O aluno acredita que o metal é o material que isola o calor e que absorve bem o calor do ambiente para protegê-lo da água. Ele confunde a propriedade isolante do ar com a de bons condutores, como o metal, que facilitam a passagem de calor.
Por que engana: Achar que o recipiente cria frio ou que o metal conserva melhor a temperatura.
Raio-X da questão
Isolamento térmico
Identificar isolamen
Temperatura e calor · Trocas de energia térmica
Condução e convecção
Achar que o recipiente cria frio ou que o metal conserva melhor a temperatura.
Consumo consciente
Pensamento crítico
Vida cotidiana
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