Questão 129 do ENEM 2016 — Ciências da Natureza

ENEM 2016Ciências da Natureza1ª aplicação

Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior.

ENEM 2016

O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá
mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico.
Resposta correta
B
mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura mais alta que a de alumínio.
C
mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que a de alumínio.
D
mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a de plástico.
E
com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de temperatura.
Gabarito oficial: alternativa A

Resolução comentada

Para responder, precisamos separar dois conceitos que costumam ser confundidos: temperatura e sensação térmica, e trazer a ideia de condutividade térmica.

O enunciado diz que as duas bandejas (plástico e alumínio) ficaram sobre a mesa do laboratório por algumas horas. Isso garante que ambas atingiram o equilíbrio térmico com o ambiente — ou seja, as duas estão exatamente à mesma temperatura.

Mas por que os alunos sentiram o alumínio mais frio ao tocá-lo? A nossa pele não mede temperatura absoluta; ela percebe a taxa de transferência de calor (o fluxo de calor). O alumínio é um metal e, portanto, um excelente condutor térmico (alta condutividade). O plástico é um isolante (baixa condutividade). Ao tocarmos o alumínio, ele "rouba" calor da nossa mão muito mais rápido que o plástico, dando a sensação de estar mais frio — mesmo que ambos estejam à mesma temperatura.

Agora, a segunda parte do experimento: um cubo de gelo sobre cada bandeja. O gelo está a uma temperatura menor (cerca de 0∘C0^\circ\text{C}) que as bandejas (à temperatura ambiente, por exemplo 25∘C25^\circ\text{C}). O calor, então, flui das bandejas para o gelo.

Como o alumínio tem maior condutividade térmica, ele transfere o calor do ambiente para o gelo de forma muito mais rápida e eficiente que o plástico. Logo, a taxa de fusão será maior na bandeja de alumínio.

Analisando, a alternativa que descreve corretamente o fenômeno é a A: o derretimento ocorre mais rapidamente na bandeja de alumínio devido à sua maior condutividade térmica.

Ainda com dúvida nesta questão?

Crie sua conta gratuita e peça ao Darwin, o tutor de IA do Alvo, para explicar do seu jeito — e treine questões como esta na sua trilha adaptativa.

Fonte: prova oficial do ENEM 2016 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.