Questão 84 do ENEM 2016

Como resolver a questão 84 passo a passo?

O conceito que resolve

A condutividade térmica é a propriedade de um material que determina sua capacidade de transferir calor. Materiais com alta condutividade térmica, como o alumínio, permitem que o calor flua rapidamente, enquanto materiais com baixa condutividade, como o plástico, atuam como isolantes. No contexto do derretimento de gelo, uma bandeja com maior condutividade térmica irá aquecer o gelo mais rapidamente.

Como chegar na resposta

1. Identificar as propriedades das bandejas: uma é de alumínio (alta condutividade) e a outra de plástico (baixa condutividade).
2. Analisar o comando: a pergunta é sobre qual bandeja derrete o gelo mais rápido.
3. Aplicar o conceito de condutividade térmica: o calor do ambiente precisa passar pela bandeja para chegar ao gelo. A bandeja de alumínio, sendo mais condutiva, transfere esse calor mais eficientemente do que a de plástico.
4. Concluir que o derretimento será mais rápido na bandeja de alumínio.

Por que cada alternativa

• AA bandeja de alumínio tem uma condutividade térmica muito maior que a de plástico, o que significa que o calor do ambiente é transferido para o gelo de forma mais eficiente. Isso resulta em um derretimento mais rápido.
• BEmbora a temperatura inicial da bandeja de plástico seja mais alta, a baixa condutividade térmica do plástico impede que esse calor seja transferido rapidamente para o gelo. A alta condutividade do alumínio compensa qualquer diferença de temperatura inicial, levando a um derretimento mais rápido.
• CA capacidade térmica (calor específico) está relacionada à quantidade de calor necessária para mudar a temperatura de um material, não à velocidade de transferência de calor. A diferença de condutividade é o fator determinante aqui, não a capacidade térmica.
• DO calor específico é uma propriedade do material do gelo ou da bandeja, mas a questão gira em torno da transferência de calor através da bandeja. A maior condutividade do alumínio é o fator chave, não um calor específico menor.
• EAs bandejas têm propriedades térmicas muito diferentes. A bandeja de alumínio conduz o calor muito melhor que a de plástico, tornando o derretimento mais rápido na bandeja de alumínio.

Onde essa questão derruba a maioria

A pegadinha comum aqui é confundir a temperatura inicial da bandeja com a velocidade de transferência de calor. Embora a bandeja de plástico esteja mais quente, seu isolamento térmico (baixa condutividade) significa que ela não consegue aquecer o gelo tão rapidamente quanto a bandeja de alumínio, que conduz o calor muito melhor.

O que estudar se você errou

Para revisar, é importante entender a diferença entre condutividade térmica e capacidade térmica. A condutividade determina quão rápido o calor se move através de um material, enquanto a capacidade térmica determina quanta energia é necessária para aquecer esse material. No contexto de derretimento de gelo, a condutividade da bandeja é o fator crítico.