Questão 50 do ENEM 2010 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos entender a diferença entre os conceitos de calor e temperatura no senso comum e na ciência.

No nosso dia a dia, é muito comum associarmos a palavra "calor" a algo quente e pensarmos que a temperatura é simplesmente uma medida de "quanto calor" um corpo tem. Ou seja, pelo senso comum, se fornecemos calor a um corpo, sua temperatura obrigatoriamente deve aumentar.

No entanto, a Física nos ensina que esses conceitos são distintos:

• Temperatura é a grandeza física que mede o grau de agitação média das partículas (átomos ou moléculas) de um corpo.
• Calor é a energia térmica em trânsito entre dois corpos que apresentam uma diferença de temperatura.

Quando fornecemos calor a uma substância, essa energia pode ser utilizada de duas formas:

1. Para aumentar a agitação das moléculas, o que resulta no aumento da temperatura. Chamamos isso de calor sensível.
2. Para romper as ligações entre as moléculas e mudar o estado físico da substância (por exemplo, de líquido para gasoso), sem alterar a temperatura. Chamamos isso de calor latente.

O comando da questão pede justamente uma situação prática que mostre a limitação do conceito corriqueiro, ou seja, um caso onde o senso comum falha. Precisamos encontrar uma situação em que um corpo recebe ou perde calor, mas sua temperatura não se altera.

Vamos analisar as alternativas:

• Alternativa A: Quando a água está fervendo (em ebulição), ela continua recebendo calor da chama do fogão. No entanto, se estivermos ao nível do mar, sua temperatura permanecerá constante em $100^\circ\text{C}$ até que toda a água evapore. Toda a energia térmica fornecida está sendo usada para a mudança de estado físico (calor latente). Essa situação contradiz perfeitamente a ideia do senso comum de que "mais calor significa maior temperatura".

• Alternativa B: A mãe apenas verifica a temperatura da água pelo tato. Não há nenhuma contradição com o senso comum aqui.

• Alternativa C: Usar a chama para aumentar a temperatura da água é um exemplo de calor sensível. Isso apenas reforça a ideia do senso comum, não mostrando sua limitação.

• Alternativa D: Passar a água para outra caneca faz com que ela perca calor para o ambiente e para o recipiente, diminuindo sua temperatura. Novamente, isso está de acordo com o senso comum (perder calor = esfriar).

• Alternativa E: O forno quente transfere calor para a água fria. Esse é o fluxo natural do calor (do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura), o que também não contradiz o senso comum.

Portanto, a única situação que demonstra uma falha na ideia de que a temperatura mede a "quantidade de calor" é a mudança de estado físico, onde a temperatura se mantém constante mesmo com o fornecimento contínuo de energia.