Questão 107 do ENEM 2020Ciências da Natureza

ENEM 2020Ciências da NaturezaDigital

Os materiais são classificados pela sua natureza química e estrutural, e as diferentes aplicações requerem características específicas, como a condutibilidade térmica, quando são utilizados, por exemplo, em utensílios de cozinha. Assim, os alimentos são acondicionados em recipientes que podem manter a temperatura após o preparo. Considere a tabela, que apresenta a condutibilidade térmica (K) de diferentes materiais utilizados na confecção de panelas

Condutibilidade térmica de materiais utilizados na confecção de panelas
Material \( K(\text{kcal h}^{-1} \text{m}^{-1} \text{°C}^{-1}) \)
I Cobre 332,0
II Alumínio 175,0
III Ferro 40,0
IV Vidro 0,65
V Cerâmica 0,40
Qual dos materiais é o recomendado para manter um alimento aquecido por um maior intervalo de tempo?
A
I
B
II
C
III
D
IV
V
Resposta correta
Gabarito oficial: alternativa E

Resolução comentada

Para resolver essa questão, precisamos entender o conceito de condutibilidade térmica (ou condutividade térmica), representada pela letra KK. Essa grandeza física indica a facilidade com que o calor se propaga através de um material.

Materiais com alto valor de KK são considerados bons condutores térmicos. Eles permitem que o calor flua rapidamente, o que é ótimo para esquentar a comida rápido no fogão, mas péssimo para mantê-la aquecida depois, pois o calor escapa facilmente para o ambiente.

Por outro lado, materiais com baixo valor de KK são isolantes térmicos. Eles dificultam a passagem do calor. Se o nosso objetivo, segundo o enunciado, é manter o alimento aquecido por um maior intervalo de tempo, precisamos evitar que o calor do alimento seja transferido para o ambiente externo. Logo, devemos escolher o material que seja o melhor isolante térmico possível, ou seja, aquele que possui o menor valor de condutibilidade térmica (KK).

Analisando os dados fornecidos na tabela, temos os seguintes valores de KK (em kcal h1m1°C1\text{kcal h}^{-1} \text{m}^{-1} \text{°C}^{-1}):

  • I. Cobre: 332,0332,0
  • II. Alumínio: 175,0175,0
  • III. Ferro: 40,040,0
  • IV. Vidro: 0,650,65
  • V. Cerâmica: 0,400,40

Comparando os valores, a cerâmica (material V) apresenta a menor condutibilidade térmica (K=0,40K = 0,40). Portanto, ela atuará como o melhor isolante térmico entre as opções, sendo a mais recomendada para manter o alimento aquecido por mais tempo.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2020 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.