Em uma oficina de materiais, duas barras de mesmas dimensões, uma de alumínio e outra de madeira, foram…

Questão

Em uma oficina de materiais, duas barras de mesmas dimensões, uma de alumínio e outra de madeira, foram colocadas com uma extremidade em água a 80 °C. Em cada barra havia pontos de cera a 2 cm e a 6 cm da extremidade aquecida. Na barra de alumínio, a cera derreteu em 2 minutos no ponto mais próximo e em 7 minutos no mais distante. Na barra de madeira, nenhum ponto derreteu após 10 minutos. Ao observar o experimento, uma estudante afirmou: “O alumínio produz calor, por isso derrete a cera antes”. A figura mostra a montagem e a posição dos pontos de cera. Com base nos resultados do experimento, qual avaliação da afirmação da estudante está correta?

1. A) A afirmação está incorreta: a água quente circula dentro das barras e leva calor até a cera por convecção.
2. B) A afirmação está correta: o alumínio produz calor ao entrar em contato com a água quente, derretendo a cera.
3. C) A afirmação está correta: o alumínio absorve a energia da água e a transforma em calor próprio, que derrete a cera.
4. D) A afirmação está incorreta: a madeira conduz energia térmica mais rapidamente, mas a cera nela demora mais para derreter.
5. E) A afirmação está incorreta: o alumínio não produz calor; ele conduz mais rapidamente a energia térmica recebida da água até os pontos de cera.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique o fenômeno envolvido. Uma extremidade de cada barra está em contato com água a 80 °C, e o calor se propaga ao longo da barra até os pontos de cera. Esse processo de transmissão de energia térmica em sólidos, de partícula a partícula, chama-se condução térmica.
2. Analise os dados do experimento. Na barra de alumínio, a cera a 2 cm derreteu em 2 minutos e a cera a 6 cm derreteu em 7 minutos. Ou seja, o calor chegou aos dois pontos em tempos menores do que na madeira, e o ponto mais distante demorou mais, como esperado, pois a energia precisa percorrer mais material. Na madeira, nenhum ponto derreteu em 10 minutos, o que indica que a madeira conduz mal o calor.
3. Avalie a afirmação da estudante. Ela diz que o alumínio produz calor. Isso não é compatível com os dados: o alumínio apenas recebe energia da água quente e a transmite com rapidez. Não há fonte de calor dentro da barra; a energia vem da água.
4. Conclua. A alternativa E é a correta, pois afirma que a afirmação está incorreta porque o alumínio não produz calor e apenas conduz rapidamente a energia recebida da água.
5. Por que as outras estão erradas. A: a propagação ocorre por condução no sólido, e não por convecção, que exige movimento de fluido. B: repete a ideia de que o alumínio produz calor, o que contraria o experimento. C: afirma que o metal transforma a energia da água em calor próprio, uma ideia equivocada, pois o metal apenas transmite a energia. D: afirma corretamente que a madeira conduz mais rápido, o que contraria os dados, pois a cera na madeira demorou mais para derreter.

💡 Dica: Distinga produzir calor de conduzir energia térmica recebida.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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