Em uma aula de Biologia, uma esfera metálica foi aquecida a 80 °C e, em seguida, colocada em um recipiente…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma aula de Biologia, uma esfera metálica foi aquecida a 80 °C e, em seguida, colocada em um recipiente isolado contendo água a 25 °C. A esfera permaneceu em contato direto com a água, sem ferver nem mudar de estado. Um termômetro registrou aumento da temperatura da água, principalmente na região imediatamente próxima à superfície da esfera. Com base no experimento, qual fenômeno físico explica a transferência de energia térmica na região de contato entre a esfera metálica aquecida e a água?
- A) Condução térmica
- B) Irradiação térmica
- C) Dilatação térmica
- D) Convecção térmica
- E) Equilíbrio térmico
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- O enunciado descreve uma esfera metálica quente em contato direto com água mais fria, sem ebulição nem mudança de estado. Nesse caso, a energia térmica passa da esfera para a água pelo contato entre as partículas vizinhas, sem que o material se desloque.
- Esse processo se chama condução térmica. Nos metais, os elétrons livres e as vibrações dos átomos transmitem rapidamente a energia da região quente para a região fria, o que explica o aquecimento da água logo ao redor da esfera, como o termômetro mostrou.
- A alternativa B está errada, porque a irradiação térmica ocorre por ondas eletromagnéticas e não exige contato, como o calor do Sol que chega à Terra.
- A alternativa C está errada, porque a dilatação térmica é um efeito do aquecimento sobre o volume dos corpos e não descreve a transferência de energia entre a esfera e a água.
- A alternativa D está errada, porque a convecção depende do movimento de massas de fluido, que se deslocam por diferença de densidade, e o enunciado destaca justamente a região imediatamente próxima à superfície, onde a troca ocorre por contato direto.
- A alternativa E está errada, porque o equilíbrio térmico é a situação final em que as temperaturas se igualam; ele descreve o resultado do processo e não o mecanismo de transferência de energia.
- Conclusão: o gabarito oficial está correto, e a resposta é a condução térmica, alternativa A.
💡 Dica: Identifique o fenômeno físico relacionado à troca de calor.
Alternativa por alternativa
A condução térmica é a transferência de energia por contato direto entre partículas de regiões ou corpos com diferentes temperaturas. Como a esfera aquecida estava em contato direto com a água mais fria, parte de sua energia térmica foi transferida para a água na interface entre os dois materiais.
Imagina que o calor da esfera chega à água por radiação, como se ela emitisse ondas que aquecem o líquido a distância. Não percebe que o enunciado fala de contato direto e de região imediatamente próxima à superfície.
Por que engana: Confundir os diferentes modos de transferência de calor, escolhendo uma alternativa que não se aplica ao contato direto entre o metal e a água.
Associa o aumento da temperatura da água ao fenômeno de a esfera aumentar de tamanho quando aquecida. Confunde o efeito do aquecimento sobre os corpos com o mecanismo pelo qual a energia é transferida.
Acredita que toda troca de calor com um líquido ocorre por correntes de convecção, pois a água é um fluido. Não nota que, no contato imediato com a superfície, a transferência acontece por contato entre partículas, sem movimento de massa como descrito na convecção.
Interpreta que, como a esfera e a água trocam calor até ficarem em temperaturas próximas, o fenômeno pedido é o equilíbrio. Confunde o estado final do processo com o mecanismo que ocorre durante ele.
Raio-X da questão
troca de calor
avaliacao
troca de calor · fenômenos térmicos
Revisar os conceitos de condução e troca de calor em experimentos.
Confundir os diferentes modos de transferência de calor, escolhendo uma alternativa que não se aplica ao contato direto entre o metal e a água.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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