Pregunta de Ciências da Natureza e suas Tecnologias #019e5c03
Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior.
O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá
mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico.
mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura mais alta que a de alumínio.
mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que a de alumínio.
mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a de plástico.
com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de temperatura.
Explicación Oficial / Explicaciones de la Comunidad
A resposta correta é a que afirma que o derretimento ocorrerá mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem maior condutividade térmica que a de plástico. Isso porque, estando ambas em equilíbrio térmico com o ambiente, suas temperaturas são iguais. A sensação de que o alumínio está mais frio se deve à sua maior condutividade térmica, que retira calor da mão mais rapidamente. Ao colocar o gelo, o alumínio conduz o calor do ambiente para o gelo de forma mais eficiente, acelerando o derretimento.
A alternativa que afirma que o derretimento é mais rápido na bandeja de plástico por ter temperatura mais alta está incorreta, pois ambas estão em equilíbrio térmico com o ambiente, logo têm a mesma temperatura.
A alternativa que alega maior capacidade térmica no plástico está errada, pois a capacidade térmica depende da massa e do calor específico; como as massas são iguais, o alumínio tem menor calor específico, mas isso não é o fator determinante para a taxa de derretimento.
A alternativa que cita o calor específico menor do alumínio está incorreta, pois o calor específico menor significa que o alumínio aquece mais facilmente, mas a taxa de derretimento depende da condutividade térmica, não do calor específico.
A alternativa que afirma que o derretimento ocorre com a mesma rapidez está errada, pois as condutividades térmicas diferentes implicam taxas de transferência de calor diferentes.