— Se os dois bancos ficaram no mesmo laboratório fechado durante toda a noite, por que o de alumínio parece…
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
— Se os dois bancos ficaram no mesmo laboratório fechado durante toda a noite, por que o de alumínio parece mais frio? — perguntou Luana. Pela manhã, um termômetro indicou 23 graus C tanto no banco de alumínio quanto em outro feito de madeira. Os dois estavam secos e afastados de janelas e aparelhos ligados. Ao encostar as mãos, Luana retirou-as mais rapidamente do alumínio, enquanto conseguiu manter as mãos sobre a madeira por mais tempo. O professor lembrou que a pele das mãos estava a cerca de 33 graus C e pediu que a turma discutisse o que ocorreria se as mãos permanecessem em contato com cada banco por vários minutos. Analise a situação descrita e identifique a explicação que relaciona corretamente as medições, a sensação nas mãos e a troca de calor.
- A) A sensação é maior no alumínio porque ele possui temperatura menor que a madeira, apesar das medições iguais.
- B) A sensação é maior no alumínio porque o frio passa dele para a mão com maior velocidade do que na madeira.
- C) A sensação é maior no alumínio porque ele recebe calor da mão mais rapidamente, embora ambos tenham a mesma temperatura.
- D) A sensação é maior no alumínio porque o termômetro mede a rapidez da troca de calor, e não a temperatura dos bancos.
- E) A sensação é maior no alumínio porque ele mantém a saída de calor da mão mesmo depois de atingir equilíbrio térmico.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Resolvi a questão antes de olhar o gabarito. O texto informa que os dois bancos estavam no mesmo laboratório fechado durante a noite e que, pela manhã, o termômetro indicou 23 graus C tanto no de alumínio quanto no de madeira. Portanto, as temperaturas são iguais. Passo 2: A diferença de sensação não vem de temperatura diferente, e sim da rapidez com que o calor flui. A pele das mãos está a cerca de 33 graus C, mais quente que os bancos. Assim, o calor sai da mão para o banco, e a sensação de frio surge nessa troca. Passo 3: O alumínio é um material que conduz calor muito bem, então retira calor da mão com mais rapidez. Essa retirada rápida é percebida como sensação de frio mais intensa. A madeira é isolante, conduz calor devagar e, por isso, a mão consegue ficar sobre ela por mais tempo. Passo 4: A alternativa C descreve exatamente isso: o alumínio recebe calor da mão mais rapidamente, embora ambos estejam a mesma temperatura. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A afirma que o alumínio está mais frio, o que contraria a medição igual de 23 graus C. B usa a ideia de frio que passa para a mão, quando na verdade é o calor que sai da mão. D diz que o termômetro mede a rapidez da troca de calor, mas ele mede temperatura. E supõe que o calor continua saindo depois do equilíbrio térmico, mas a mão a 33 graus C e o banco a 23 graus C não estão em equilíbrio, e a troca cessaria apenas quando as temperaturas se igualassem. Passo 6: Conclusão: a alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Considere a condução térmica dos materiais e a sensação térmica da pele.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que o alumínio está realmente mais frio, ignorando que o termômetro indicou 23 graus C nos dois bancos. Ele associa a sensação diretamente à temperatura.
O aluno trata o frio como algo que se transfere do banco para a mão, em vez de entender que o calor é que sai da mão para o banco. Essa ideia de frio como substância é uma confusão conceitual sobre transferência de calor.
Como as mãos estão mais quentes, cedem calor aos bancos. O alumínio conduz essa energia mais rapidamente, intensificando a sensação de frio até o equilíbrio.
O aluno entende que o termômetro mede a rapidez da troca de calor, confundindo temperatura com taxa de transferência de calor. Além disso, ignora que a leitura do termômetro foi justamente a temperatura dos bancos.
O aluno supõe que o alumínio continua retirando calor da mão mesmo após o equilíbrio térmico, quando a troca deveria cessar. Ele não percebe que a mão a 33 graus C ainda não está em equilíbrio com o banco.
Raio-X da questão
condução térmica e sensação térmica
diagnostico
temperatura e calor · propriedades dos materiais
estude condução de calor e propriedades térmicas dos materiais
Confundir temperatura do objeto com sensação térmica causada pela condução de calor.
pensamento_critico
cotidiano
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