Questão 102 do Enem 2019: a razão entre as condutividades dos recipientes
Nos outros cadernos: amarelo 122 · cinza 112 · rosa 107
O objetivo de recipientes isolantes térmicos é minimizar as trocas de calor com o ambiente externo. Essa troca de calor é proporcional à condutividade térmica k e à área interna das faces do recipiente, bem como à diferença de temperatura entre o ambiente externo e o interior do recipiente, além de ser inversamente proporcional à espessura das faces.
A fim de avaliar a qualidade de dois recipientes A (40 cm × 40 cm × 40 cm) e B (60 cm × 40 cm × 40 cm), de faces de mesma espessura, uma estudante compara suas condutividades térmicas kA e kB. Para isso suspende, dentro de cada recipiente, blocos idênticos de gelo a 0 °C, de modo que suas superfícies estejam em contato apenas com o ar. Após um intervalo de tempo, ela abre os recipientes enquanto ambos ainda contêm um pouco de gelo e verifica que a massa de gelo que se fundiu no recipiente B foi o dobro da que se fundiu no recipiente A.
A razão kA/kB é mais próxima de
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Resolução comentada
O que a questão pede
A razão entre as condutividades térmicas de A e B.
O calor que entra
O calor que entra em cada recipiente derrete o gelo. Com a mesma espessura, a mesma diferença de temperatura e o mesmo tempo:
As áreas internas
- A (cubo de 40 cm): 6 × (40 × 40) = 9 600 cm²
- B (60 × 40 × 40): 4 × (60 × 40) + 2 × (40 × 40) = 9 600 + 3 200 = 12 800 cm²
A razão
Em B derreteu o dobro de gelo, então recebeu o dobro de calor:
Alternativa B.
B Gabarito: alternativa B
Por que as outras alternativas estão erradas
- A
Considera só o dobro de gelo derretido e esquece que B tem área maior: parte do calor a mais em B vem da área, e não da condutividade. (20,5% marcaram)
- C
Foi a segunda mais marcada. É a razão entre as áreas (9 600 ÷ 12 800), sem levar em conta o dobro de gelo. (22,4% marcaram)
- D
É o inverso da razão das áreas: troca a posição dos recipientes. (17,7% marcaram)
- E
Inverte a razão e ainda ignora as áreas. (13,8% marcaram)
Raio-X da questão
Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.710.335 candidatos que fizeram a prova.
Em branco: 0,2% · Mais de uma marcada: 0,1%
Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.
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