Questão 105 do ENEM 2020 — Ciências da Natureza

Para entendermos por que a geladeira gasta mais energia quando colocada perto de fontes de calor, precisamos relembrar como funciona o ciclo de refrigeração. O refrigerador é uma máquina térmica que tem a função de retirar calor de uma fonte fria (seu interior) e rejeitá-lo para uma fonte quente (o ambiente externo).

Esse processo não ocorre de forma espontânea, pois o calor flui naturalmente do corpo mais quente para o mais frio. Para forçar o calor a fazer o caminho inverso, o refrigerador precisa realizar trabalho, e quem faz isso é o compressor (o "motor" da geladeira), que consome energia elétrica.

O ciclo funciona basicamente assim:

1. O compressor comprime o gás refrigerante, aumentando muito a sua pressão e a sua temperatura.
2. Esse gás quente e sob alta pressão passa pelo condensador (aquela grade que fica na parte de trás da geladeira). Ali, o gás cede calor para o ambiente externo e, ao esfriar, sofre liquefação (passa do estado gasoso para o líquido).
3. O líquido passa por uma válvula de expansão, onde sua pressão e temperatura caem bruscamente.
4. Ao passar pelo evaporador (dentro do congelador), o fluido gelado absorve o calor dos alimentos, evaporando e voltando ao estado gasoso para reiniciar o ciclo.

O ponto crucial da questão está no condensador. Para que o gás refrigerante consiga ceder calor para o ambiente e se liquefazer, ele precisa estar a uma temperatura maior que a do ar ao seu redor. A transferência de calor depende da diferença de temperatura entre o condensador e o ambiente externo.

Se instalarmos a geladeira perto de um fogão ou sob a luz do sol, o ambiente ao redor do condensador estará muito quente. Com isso, a diferença de temperatura entre a grade e o ar diminui, tornando a troca de calor muito mais difícil.

Como o gás encontra dificuldade para perder calor e se liquefazer nesse ambiente quente, o sistema precisa compensar isso. Para forçar a liquefação, o compressor é obrigado a trabalhar mais, comprimindo o gás a uma pressão e temperatura ainda mais elevadas. É exatamente esse esforço extra, ou seja, esse maior trabalho do compressor, que resulta no aumento do consumo de energia elétrica.

Analisando as alternativas, a que descreve perfeitamente esse fenômeno é a Alternativa D, pois a dificuldade de trocar calor com um ambiente quente faz com que a liquefação da substância refrigerante exija mais trabalho do compressor.