(ENEM 2016)
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.
Gabarito:
mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico.
Perceba que o enunciado nos forneceu que passou várias horas depois que o professor deixou as bandejas na mesa, isso quer dizer que as duas atingiram o equilíbrio térmico com o ambiente. Ou seja as duas estão na mesma temperatura . Mas quando os alunos tocam nas duas bandejas pelo senso comum deles parece que a bandeja de alumínio está a uma temperatura menor do que a de plastico. Essa observação está incorreta, isso acontece porque nossos sentidos nos enganam, na verdade como foi falado no começo as duas bandejas estão na mesma temperatura, o que aconteceu é que a mão dos meninos (que está mais quente do que o ambiente e consequentemente mais quente do que as bandejas) perdeu calor mais rapidamente para a de alumínio do que a de plástico e isso deu a impressão que a temperatura da primeira estava menor do que da segunda. O que faz o calor ser passado mais rapidamente é a condutividade térmica dos objetos, ou seja a condutividade térmica do alumínio é maior do que a do plástico, porque ela absorveu energia mais rapidamente do que a segunda. Agora se colocar um cubo de gelo nas duas, o que vai acontecer é que o gelo em cima da vasilha de alumínio irá derreter mais rápido, isso porque as bandejas estão a uma temperatura maior do que o gelo e quanto maior a condutividade térmica mais rapidamente o calor irá ser transferido da bandeja ao gelo e mais rápido ele vai derreter. Como já raciocinamos que o alumínio tem maior condutividade térmica do que o plástico então ele derreterá o gelo com menos tempo.