Questão 39 do ENEM 2009 — Ciências da Natureza

Para entendermos o funcionamento de uma geladeira, precisamos recorrer à Segunda Lei da Termodinâmica. Na natureza, o calor flui de forma espontânea sempre do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura. A geladeira, no entanto, tem a função de fazer exatamente o oposto: ela retira calor do seu interior (que já está frio) e o transfere para o ambiente externo (que está mais quente). Como esse processo vai contra o fluxo natural, dizemos que ele é não-espontâneo. Para que esse fluxo reverso aconteça, é necessário que um agente externo realize trabalho sobre o sistema. Na geladeira, quem faz esse papel é o compressor (motor), que consome energia elétrica para forçar o gás refrigerante a circular e realizar essa troca de calor. Vamos analisar as alternativas com base nesses conceitos. Alternativa A: Incorreta. Quando o gás sofre expansão, sua temperatura cai drasticamente. É justamente por estar muito frio que ele consegue absorver calor do interior da geladeira, e não ceder energia a ele. Alternativa B: Correta. Como vimos, a geladeira atua como uma bomba de calor, forçando o calor a fluir da região mais fria (interior) para a mais quente (exterior). Esse é um processo não-espontâneo que exige a realização de trabalho. Alternativa C: Incorreta. Pelo princípio da conservação da energia (Primeira Lei da Termodinâmica), a quantidade de calor rejeitada para o meio externo ($Q_{ext}$) é igual à soma do calor retirado do interior ($Q_{int}$) com o trabalho realizado pelo compressor ($W$). Ou seja, $Q_{ext} = Q_{int} + W$. Logo, o calor cedido ao meio externo é sempre maior que o retirado da geladeira. Alternativa D: Incorreta. Quanto melhor for o isolamento térmico da geladeira, menos calor do ambiente externo conseguirá entrar no interior. Isso diminui a necessidade de o motor trabalhar, aumentando a eficiência do aparelho. Alternativa E: Incorreta. Ao abrir a porta da geladeira, permitimos a entrada de ar quente do ambiente. Para resfriar esse ar novo, o motor precisará trabalhar mais, o que aumenta o consumo de energia elétrica.