Questão 133 do ENEM 2020 — Ciências da Natureza

Para entender o resfriamento súbito do leite, precisamos acompanhar o que acontece com a água presente nele quando a pressão é reduzida.

O enunciado nos diz que o leite está a $135\,^\circ\text{C}$ sob alta pressão, o que impede a água de ferver. Quando a pressão cai subitamente, a temperatura de ebulição da água também diminui. Como o leite está muito quente, parte da água entra em ebulição imediatamente, ou seja, sofre vaporização.

A vaporização é um processo endotérmico. Para passar do estado líquido ao gasoso, as moléculas de água precisam absorver energia e romper as ligações intermoleculares. Essa energia é o chamado calor latente de vaporização.

Mas de onde a água tira essa energia? Do próprio leite ao seu redor. Ao ceder essa energia térmica (calor) para a água que vaporiza, o leite remanescente tem sua temperatura reduzida bruscamente. É exatamente esse o princípio usado para resfriar o leite rapidamente e evitar seu cozimento.

Analisando as alternativas:

• A alternativa A fala de convecção, forma de transferência de calor associada ao movimento de fluidos, mas não é a causa da perda de energia que gera o resfriamento súbito.
• A alternativa B cita emissão de radiação térmica, que ocorre em qualquer corpo acima do zero absoluto, mas não explica o resfriamento rápido descrito.
• A alternativa C menciona expansão livre do vapor; na expansão livre de um gás ideal não há trabalho nem troca de calor, então a temperatura não cairia por esse mecanismo. O resfriamento se dá pela mudança de fase.
• A alternativa D sugere conversão em energia química, o que é incorreto, pois estamos lidando com um fenômeno físico (mudança de estado), e não com uma reação química.
• A alternativa E descreve corretamente o fenômeno: ocorre a transferência de energia térmica (do leite para a água que vaporiza) durante a vaporização da água presente no leite.

Portanto, a resposta é a alternativa E.