Questão 53 do ENEM 2011 — Ciências da Natureza

Para entender o que acontece dentro da garrafa térmica, precisamos analisar dois conceitos fundamentais: a natureza do processo de cozimento e a função de uma garrafa térmica.

Primeiramente, o que significa "cozinhar" um alimento? O cozimento envolve uma série de transformações físicas e químicas nas moléculas do alimento (como o amolecimento das fibras e a desnaturação de proteínas). Para que essas transformações ocorram, o alimento precisa absorver energia na forma de calor. Na química e na física, chamamos qualquer processo que absorve calor do meio de processo endotérmico.

Em segundo lugar, qual é o papel da garrafa térmica? Ela é projetada para funcionar como um sistema termicamente isolado. Isso significa que sua função é minimizar ao máximo as trocas de calor entre o conteúdo interno e o ambiente externo. É muito importante notar que a garrafa térmica não fornece energia; ela apenas conserva a energia térmica (o calor) que já foi colocada lá dentro.

Quando fervemos a água com o feijão por $5$ minutos, estamos fornecendo uma grande quantidade de energia térmica ao sistema. Ao transferir essa mistura para a garrafa térmica, a água, que está a uma temperatura muito alta (próxima a $100^\circ\text{C}$), atua como um grande reservatório de calor.

Dentro da garrafa, o feijão continua em contato com essa água quente. Como o calor flui naturalmente da substância mais quente para a mais fria (ou é consumido em reações), a água cede calor para o feijão. O feijão, por sua vez, absorve esse calor continuamente ao longo das $8$ horas, permitindo que o processo endotérmico de cozimento aconteça até o fim.

Analisando as alternativas com base nesse raciocínio:

• A alternativa A está incorreta porque afirma que a reação é exotérmica (que libera calor), quando na verdade é endotérmica.
• A alternativa C erra ao dizer que o feijão não ganha nem perde energia. O sistema como um todo (garrafa) é isolado do ambiente externo, mas internamente há troca de calor: a água perde energia para o feijão, que a ganha.
• A alternativa D é falsa porque a garrafa térmica não "fornece" energia, ela apenas evita que o calor escape para o ambiente.
• A alternativa E também erra ao classificar o processo como exotérmico e ao dizer que a reação aquece a água.

Portanto, a alternativa que descreve perfeitamente o fenômeno é a B, pois reconhece que o cozimento é um processo endotérmico e que o feijão utiliza o calor da água ao seu redor para cozinhar.