No desenvolvimento de utensílios de cozinha, a escolha dos materiais das partes que ficam próximas à fonte de…

Questão

No desenvolvimento de utensílios de cozinha, a escolha dos materiais das partes que ficam próximas à fonte de aquecimento considera a condução de calor. Em um teste, duas hastes de mesmo comprimento e espessura, uma de cobre e outra de aço inoxidável, estavam inicialmente a 20 °C. Uma extremidade de cada haste foi mantida em água a 80 °C. Após quatro minutos, a extremidade oposta da haste de cobre atingiu 51 °C, enquanto a da haste de aço inoxidável atingiu 34 °C. Com base nos resultados do teste, qual conclusão explica adequadamente a diferença entre as temperaturas registradas?

1. A) Nas condições do teste, a temperatura mais alta na extremidade do cobre mostra que esse material reteve mais calor nessa região, sem permitir comparar a rapidez da condução.
2. B) Nas condições do teste, a temperatura mais alta na extremidade do cobre indica que esse material gerou mais energia térmica durante o aquecimento.
3. C) Nas condições do teste, o cobre conduziu energia térmica mais rapidamente que o aço inoxidável, elevando mais a temperatura da extremidade distante da fonte de aquecimento.
4. D) Nas condições do teste, a extremidade do aço inoxidável perdeu mais calor para o ambiente, e essa perda explica sua temperatura mais baixa, não uma diferença na condução.
5. E) Nas condições do teste, a extremidade distante da haste de cobre aqueceu por receber calor diretamente da água, sem depender da condução ao longo da haste.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Identifique o que o teste mede. As duas hastes têm mesmo comprimento e espessura, partem de 20 °C e uma extremidade de cada uma fica em água a 80 °C. Após quatro minutos, comparam-se as temperaturas das extremidades opostas: 51 °C no cobre e 34 °C no aço inoxidável.
2. Interprete o aumento de temperatura na extremidade distante. O calor da água chega à outra ponta somente por condução ao longo da haste. Quanto mais a ponta distante aquece no mesmo tempo, mais rapidamente o material transmite energia térmica.
3. Compare as variações. O cobre subiu 31 °C (de 20 °C a 51 °C) e o aço subiu 14 °C (de 20 °C a 34 °C). Como as condições são idênticas, a diferença se deve ao material, e o cobre conduz melhor o calor.
4. Conclua que a alternativa C é a correta, pois afirma exatamente isso: o cobre conduziu energia térmica mais rapidamente e por isso elevou mais a temperatura da extremidade distante.
5. Analise as demais. A alternativa A é errada porque a maior temperatura indica transferência de calor mais rápida, não retenção. A alternativa B é errada porque o calor vem da água e não é gerado na haste. A alternativa D é errada porque o teste não sugere perda para o ambiente como explicação, e a diferença está na condução. A alternativa E é errada porque, sem condução ao longo da haste, a extremidade distante não receberia calor da água, que está em contato apenas com a extremidade oposta.
6. Gabarito oficial confirmado: C.

💡 Dica: Compare as temperaturas nas extremidades distantes após o mesmo intervalo e relacione-as à condução de calor.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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