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
O conceito central avaliado nessa questão é a condutividade térmica, que é a propriedade de um material de transferir calor por condução. Materiais como o alumínio possuem condutividade térmica muito superior à do plástico.
Um ponto fundamental do enunciado é que as duas bandejas estão em equilíbrio térmico com o ambiente, ou seja, ambas estão exatamente na mesma temperatura. A sensação de "frio" ao tocar a bandeja de alumínio é uma ilusão: o alumínio conduz calor tão rapidamente para longe da mão que o sistema nervoso interpreta essa perda acelerada de energia como temperatura mais baixa — mas isso é uma propriedade do material, não uma diferença de temperatura real.
Ao colocar o cubo de gelo sobre cada bandeja, o que determina a taxa de derretimento é a velocidade com que o calor do ambiente (armazenado na bandeja) flui para o gelo. Como o alumínio conduz calor muito mais rapidamente que o plástico, ele transfere energia ao gelo em ritmo bem maior, derretendo-o mais rapidamente. A alternativa correta afirma exatamente isso.
As demais alternativas são incorretas pelos seguintes motivos: a que menciona temperatura inicial mais alta do plástico ignora o fato de que ambas estão em equilíbrio térmico — mesma temperatura; a que invoca capacidade térmica confunde o conceito com condutividade, pois capacidade térmica indica quanto calor um corpo armazena, não com que rapidez ele o transfere; a que menciona calor específico menor do alumínio aponta para a grandeza errada como justificativa; e a que afirma derretimento igual desconsidera a enorme diferença de condutividade entre os dois materiais.
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