— Como o corrimão de aço parece mais gelado que o banco de madeira, se ambos ficaram no saguão durante a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Diferenciar temperatura, calor e sensação térmica nas diferentes situações de equilíbrio termodinâmico cotidianas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
— Como o corrimão de aço parece mais gelado que o banco de madeira, se ambos ficaram no saguão durante a noite? — perguntou uma passageira à técnica da estação. Para investigar, a técnica usou sensores de contato calibrados e obteve 23 graus Celsius nas superfícies do corrimão e do banco. A pele seca da mão da passageira marcava 31 graus Celsius antes dos testes. Em contatos de dez segundos, um sensor fixado na ponta do dedo registrou 27 graus Celsius após tocar o aço e 30 graus Celsius após tocar a madeira. A passageira relatou frio intenso no aço e quase nenhuma sensação de frio na madeira. Nenhum dos objetos foi aquecido ou resfriado por outra fonte durante a observação. Analise os resultados apresentados e identifique a interpretação que explica as sensações relatadas pela passageira.
- A) O aço já está em equilíbrio térmico com a mão, pois ambos estavam no mesmo saguão durante o teste.
- B) O aço recebe calor da mão mais rapidamente, causando maior sensação de frio antes de a região de contato tender ao equilíbrio térmico.
- C) O aço transfere frio para a mão mais rapidamente, diminuindo a temperatura da pele.
- D) O aço recebe calor da mão mais lentamente, por isso a ponta do dedo esfria mais durante o contato.
- E) O aço tem temperatura menor que a madeira, pois a sensação de frio indica diretamente a temperatura superficial.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Os dois objetos estavam a 23 graus Celsius, portanto têm a mesma temperatura. A mão estava a 31 graus, então havia diferença de temperatura entre a pele e os objetos. Passo 2: Após dez segundos de contato, o sensor na ponta do dedo caiu de 31 para 27 graus ao tocar o aço (queda de 4 graus) e de 31 para 30 graus ao tocar a madeira (queda de 1 grau). Passo 3: A queda maior no aço mostra que o calor saiu da pele mais rapidamente para o aço, que é melhor condutor de calor. Passo 4: A sensação de frio depende da rapidez com que o calor sai da pele, e não da temperatura do objeto, que é igual nos dois casos. Passo 5: Por isso a alternativa B é a correta: o aço recebe calor da mão mais rapidamente, o que gera a sensação de frio antes de a região de contato entrar em equilíbrio térmico. Passo 6: A alternativa A está errada, pois a mão (31 graus) e o aço (23 graus) não estavam em equilíbrio térmico no momento do contato. A alternativa C está errada, porque o frio não é transferido; o que ocorre é a passagem de calor da mão para o aço. A alternativa D está errada, pois os dados mostram que o calor sai da mão rapidamente, e não lentamente. A alternativa E está errada, já que os dois objetos têm a mesma temperatura, de 23 graus.
💡 Dica: Analise a transferência de calor e a sensação térmica dos materiais.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que, por estarem no mesmo ambiente, mão e aço já estariam em equilíbrio térmico, sem considerar que a pele estava a 31 graus e o aço a 23 graus.
O aço e a madeira começaram à mesma temperatura, mas a pele esfriou mais ao tocar o aço. Isso indica transferência mais rápida de calor da mão para o aço.
O aluno trata o frio como algo que o aço transmite para a mão, em vez de entender que o calor da pele é que flui para o objeto.
O aluno inverte a relação entre rapidez e sensação: diz que o calor passa lentamente, mas os dados mostram queda de 4 graus no aço em apenas dez segundos, o que indica transferência rápida.
O aluno usa a intuição do dia a dia de que o frio ao toque indica diretamente a temperatura do objeto, ignorando que ambos os objetos estavam a 23 graus e que a sensação depende da velocidade da troca de calor.
Raio-X da questão
transferência de calor e sensação térmica
avaliacao
propriedades térmicas dos materiais · sensação térmica e temperatura
estude condução térmica e propriedades dos materiais
Confundir temperatura com sensação térmica, acreditando que objetos com mesma temperatura causam mesma sensação.
pensamento_critico
cotidiano
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