Questão 112 do ENEM 2020 — Ciências da Natureza

Para aferir a temperatura de um corpo usando um termômetro, é necessário que o instrumento de medição e o corpo estejam exatamente na mesma temperatura. De acordo com a Lei Zero da Termodinâmica, quando dois corpos com temperaturas iniciais diferentes são colocados em contato físico, ocorre uma transferência de energia térmica (calor) do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.

Esse fluxo de calor continua até que as temperaturas de ambos se igualem, estado que chamamos de equilíbrio térmico. O tempo de três minutos recomendado pelo fabricante é justamente o intervalo necessário para que essa troca de calor ocorra completamente e o termômetro atinja o equilíbrio térmico com o corpo, refletindo assim a temperatura real da pessoa.

Vamos analisar por que as outras alternativas estão incorretas para consolidar o conceito:

• A) Incorreta. A energia interna de um sistema depende não apenas da sua temperatura, mas também da sua massa e da natureza do material (calor específico). Como o termômetro e o corpo humano têm massas e composições completamente diferentes, suas energias internas não serão iguais, mesmo estando à mesma temperatura.
• B) Incorreta. Temperatura é uma medida do grau médio de agitação das moléculas e não uma substância ou energia que "passa" de um corpo para outro. O que é transferido entre os corpos é a energia térmica em trânsito, ou seja, o calor.
• D) Incorreta. Na termodinâmica, calor é definido exclusivamente como energia em trânsito devido a uma diferença de temperatura. Um corpo não "possui" ou "armazena" calor. Portanto, é conceitualmente errado afirmar que a quantidade de calor dos corpos será a mesma.
• E) Incorreta. O calor flui de forma espontânea do corpo mais quente para o mais frio. Na maioria das vezes em que medimos a febre, o corpo humano está mais quente que o termômetro em temperatura ambiente, então o calor flui do corpo para o termômetro, e não o contrário. De qualquer forma, a justificativa central do tempo de espera é atingir o equilíbrio térmico.

Logo, o procedimento de aguardar alguns minutos justifica-se pela necessidade de se estabelecer o equilíbrio térmico entre os corpos.