Questão 63 do ENEM 2015 — Ciências da Natureza

Para entendermos o que acontece com a porta da geladeira, precisamos analisar a situação do ponto de vista da termodinâmica e do comportamento dos gases.

Quando a pessoa abre a porta da geladeira, o ar frio que estava lá dentro (mais denso) tende a sair por baixo, enquanto o ar quente do ambiente (menos denso) entra por cima. Ou seja, o interior da geladeira é preenchido por uma nova massa de ar em uma temperatura mais alta, igual à do ambiente externo.

Ao fechar a porta, a geladeira está vedada. O sistema de refrigeração e as próprias paredes frias da geladeira começam a resfriar rapidamente esse ar quente que acabou de entrar. É aqui que entra a Física, mais especificamente a Equação de Clapeyron para os gases ideais:

$P \cdot V = n \cdot R \cdot T$

Onde:

• $P$ é a pressão;
• $V$ é o volume (que é o espaço interno da geladeira, portanto, constante);
• $n$ é o número de mols do gás (quantidade de ar, que também é constante com a porta fechada);
• $R$ é a constante universal dos gases;
• $T$ é a temperatura absoluta.

Como o volume ($V$) e a quantidade de ar ($n$) estão fixos, a pressão ($P$) e a temperatura ($T$) são diretamente proporcionais. Quando o ar lá dentro esfria rapidamente, sua temperatura ($T$) diminui, o que faz com que a pressão interna ($P$) também diminua.

Como resultado, a pressão no interior da geladeira fica menor que a pressão atmosférica do lado de fora ($P_{\text{interna}} < P_{\text{externa}}$). Essa diferença de pressão gera uma força resultante que empurra a porta contra a geladeira, funcionando como uma espécie de "ventosa". É por isso que você precisa fazer uma força extra para conseguir abri-la logo em seguida.

Analisando as alternativas, a única que descreve corretamente a causa dessa dificuldade extra é a que afirma que a pressão no interior da geladeira está abaixo da pressão externa.