ENEM 2022 · Ciências da Natureza · Física
Questão 115 do ENEM 2022
Resposta: letra B. A questão pede a razão entre a variação de temperatura de um mesmo volume de concreto e de água ao receberem a mesma quantidade de calor, baseando-se em seus calores específicos.
A variação da incidência de radiação solar sobre a superfície da Terra resulta em uma variação de temperatura ao longo de um dia denominada amplitude térmica. Edificações e pavimentações realizadas nas áreas urbanas contribuem para alterar as amplitudes térmicas dessas regiões, em comparação com regiões que mantêm suas características naturais, com presença de vegetação e água, já que o calor específico do concreto é inferior ao da água. Assim, parte da avaliação do impacto ambiental que a presença de concreto proporciona às áreas urbanas consiste em considerar a substituição da área concretada por um mesmo volume de água e comparar as variações de temperatura devido à absorção da radiação solar nas duas situações (concretada e alagada). Desprezando os efeitos da evaporação e considerando que toda a radiação é absorvida, essa avaliação pode ser realizada com os seguintes dados
ROMERO, M. A. B. et al. **Mudanças climáticas e ilhas de calor urbanas**. Brasília: UnB; ETB, 2019 (adaptado)
A razão entre as variações de temperatura nas áreas concretada e alagada é mais próxima de
- A1,0.
- B2,1.Resposta correta
- C2,5.
- D5,3.
- E13,1.
Como resolver a questão 115 passo a passo?
O conceito que resolve
Calorimetria: Calor sensível (Q = m · c · ΔT). Onde Q é o calor recebido, m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura. Como os volumes são iguais, a massa depende da densidade (m = dV).
Como chegar na resposta
- Identificar que o calor (Q) e o volume (V) são os mesmos para ambos os materiais (concreto e água).
- Expressar a variação de temperatura como ΔT = Q / (m · c).
- Substituir massa por densidade vezes volume: ΔT = Q / (d · V · c).
- Montar a razão ΔT_concreto / ΔT_água: (d_água * c_água) / (d_concreto * c_concreto).
- Utilizar os valores típicos: (d_água = 1000 kg/m³, c_água = 4,18 J/g°C; d_concreto ≈ 2400 kg/m³, c_concreto ≈ 0,82 J/g°C).
- Calcular a razão: (1000 * 4,18) / (2400 * 0,82) = 4180 / 1968 ≈ 2,12.
Por que cada alternativa
- AO erro foi assumir que as variações de temperatura seriam iguais, ignorando as diferenças de calor específico e de densidade.
- BEsta alternativa é o resultado de inverter a ordem da razão, calculando a variação da água sobre a do concreto.
- CO erro aqui foi considerar apenas os calores específicos e esquecer que a massa muda devido às densidades serem diferentes.
- DO erro foi multiplicar os valores de calor específico em vez de dividi-los na fórmula da razão da variação de temperatura.
- EO erro foi utilizar valores de densidade incorretos ou de outros materiais que não condizem com o concreto de construção.
Onde essa questão derruba a maioria
Muitos esquecem que o enunciado fala em volume iguais, não massa igual. Como o concreto é mais denso que a água, a massa de concreto é maior, o que influencia o cálculo do ΔT.
O que estudar se você errou
Lembre-se: a variação de temperatura é inversamente proporcional ao calor específico e à massa. Quanto menor o calor específico, mais a temperatura sobe.
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