Questão 73 do ENEM 2014 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos entender o funcionamento de um aquecedor solar e qual é o papel dos tubos metálicos nesse sistema.

A função principal das placas e dos tubos em um coletor solar é absorver a energia térmica proveniente da radiação solar e transferi-la da forma mais eficiente possível para a água que flui em seu interior.

Dentre as propriedades listadas na tabela, a que determina a eficiência com que um material transfere calor é a condutividade térmica. Quanto maior for a condutividade térmica de um material, mais rápido e eficiente será o fluxo de calor através dele.

As outras propriedades citadas não são os fatores determinantes para essa escolha:

• O calor de fusão indica a quantidade de energia necessária para derreter o metal. Como os coletores solares operam em temperaturas muito abaixo do ponto de fusão desses metais, essa propriedade não é relevante para o funcionamento do sistema.
• A capacidade calorífica está relacionada à quantidade de calor que o próprio material precisa absorver para variar sua temperatura. Embora tenha alguma influência na inércia térmica do sistema, a capacidade de conduzir o calor para a água (condutividade térmica) é o fator primordial.

Analisando a tabela fornecida, vamos comparar os valores de condutividade térmica, medidos em $\text{W/(m}\cdot\text{K)}$, para cada metal:

• Alumínio: $237$
• Chumbo: $35$
• Ferro: $80$
• Níquel: $91$
• Zinco: $116$

O alumínio apresenta, de longe, a maior condutividade térmica entre as opções disponíveis ($237 \text{ W/(m}\cdot\text{K)}$). Isso significa que ele é o material que melhor conduzirá o calor da placa aquecida pelo sol para a água, sendo, portanto, o melhor substituto para o cobre.

Logo, a alternativa correta é a que indica o alumínio.