Questões BNCC EF07CI03

Técnicos de uma feira livre estão escolhendo a cobertura de caixas usadas para manter água potável fresca durante o atendimento. Para comparar os materiais, montaram três caixas idênticas, com a mesma quantidade de água e termômetros internos. Uma recebeu lâmina de alumínio polido, outra foi pintada de branco fosco e a terceira foi coberta com tecido preto fosco. Após 30 minutos expostas ao Sol, as temperaturas da água foram, respectivamente, 25 graus, 28 graus e 34 graus. Durante o teste, a lâmina de alumínio produziu brilho intenso, a pintura branca apresentou brilho menor e o tecido preto quase não refletiu luz. Os dados são ilustrativos e foram obtidos nas mesmas condições de exposição.

Com base na comparação descrita, identifique a cobertura mais adequada para reduzir o aquecimento da água pela radiação solar.

Em uma cozinha, dois estudantes mexem chá quente: um usa uma colher de metal e o outro, uma colher de madeira. Depois de alguns minutos, eles percebem que o cabo da colher de metal esquenta mais rápido do que o cabo da colher de madeira.

A situação descrita mostra que tipo de material é mais adequado para o cabo de uma colher usada em alimento quente?

Em uma cozinha, uma panela fica no fogo por alguns minutos. O cabo de uma panela é trocado por outro feito de material que não aquece tão rápido. A família observa que, assim, fica mais seguro segurar a panela para mover de lugar.

Com base na situação descrita, qual característica do novo cabo explica por que ele torna o uso da panela mais seguro?

Folha de caderno de uma equipe de exploradores polares: Ao erguerem um abrigo com blocos compactados de neve, os pesquisadores registraram que, embora a temperatura externa atingisse até -35°C durante a noite, o interior manteve-se próximo a 0°C. Observou-se que as paredes com espessura de cerca de 0,8 m retardavam a queda de temperatura interna. Segundo o diário, após cerca de duas horas dentro do abrigo, a temperatura estabilizou em torno de 0°C, permanecendo praticamente constante até o amanhecer. Os exploradores atribuem esse efeito ao isolamento térmico proporcionado pela densidade e estrutura da neve.

Analise o texto e identifique qual aspecto do abrigo favorece o estabelecimento de um equilíbrio térmico interno próximo a 0°C, apesar da temperatura externa ser muito mais baixa?

Dados ilustrativos: Em um vilarejo no sertão, as temperaturas externas variam de 10 °C à noite a 40 °C durante o dia. Moradores que construíram casas de adobe relatam que a temperatura interna dessas habitações oscila entre 20 °C e 27 °C, enquanto casas de madeira variam de 15 °C a 35 °C no mesmo período. Esse comportamento se deve ao fato de o adobe armazenar grande quantidade de calor durante o dia e liberá-lo de forma gradual à noite, reduzindo as mudanças bruscas de temperatura interna, ao passo que a madeira aquece e resfria com maior rapidez.

Analise o texto e identifique qual propriedade termodinâmica do adobe contribui para reduzir as oscilações de temperatura no interior da casa.

Durante uma expedição em uma trilha de montanha gelada, Juliana observou que, após quatro horas, o líquido em sua garrafa térmica permanecia a 60 °C, enquanto em uma garrafa metálica comum a temperatura havia caído para 25 °C. O segredo estava no design da garrafa térmica: duas paredes de aço inoxidável separadas por um espaço sem ar (vácuo), onde a ausência de ar impede a transferência de calor por condução e convecção. Além disso, o revestimento interno refletivo minimiza perdas por radiação. Esses recursos colaboram para que o conteúdo alcance o equilíbrio térmico com o ambiente mais lentamente, mantendo a bebida quente por várias horas em condições frias.

Compare o mecanismo de isolamento térmico descrito no texto com adaptações biológicas: qual alternativa apresenta fenômeno análogo ao espaço sem ar entre as paredes da garrafa térmica para reduzir a transferência de calor por condução?

Por que algumas garrafas conseguem manter o café quente por horas? Em um teste simples, pesquisadores encheram um copo de vidro comum e uma garrafa térmica idêntica com café recém-passado a 90°C em uma sala onde a temperatura estava estabilizada em 20°C. Após duas horas sem reposição de calor, o copo registrou 35°C, enquanto o conteúdo da garrafa permaneceu em 75°C. Ao observar a estrutura da garrafa, notaram que ela é composta por duas camadas de vidro separadas por um espaço quase vazio, dispõe de uma tampa bem encaixada com vedação que dificulta a movimentação do ar e apresenta um revestimento interno metálico e brilhante. Esses detalhes indicam como o design influencia a troca de calor.

Com base no texto, identifique quais formas de transferência de calor são minimizadas pelos componentes da garrafa térmica?

Durante uma manhã fria, três amigos fizeram uma experiência com água a 90 °C em três recipientes diferentes: uma xícara de porcelana, um copo plástico e uma garrafa térmica. Após uma hora expostos à mesma temperatura ambiente, mediram a temperatura da água em cada recipiente. Na xícara de porcelana, a água estava a 40 °C; no copo plástico, a 60 °C; e na garrafa térmica, a 80 °C.

Identifique qual recipiente retardou o processo de troca de calor com o ambiente, mantendo a água mais próxima da temperatura inicial após uma hora.