A variação da incidência de radiação solar sobre a superfície da Terra resulta em uma variação de temperatura ao longo de um dia denominada amplitude térmica. Edificações e pavimentações realizadas nas áreas urbanas contribuem para alterar as amplitudes térmicas dessas regiões, em comparação com regiões que mantêm suas características naturais, com presença de vegetação e água, já que o calor específico do concreto é inferior ao da água. Assim, parte da avaliação do impacto ambiental que a presença de concreto proporciona às áreas urbanas consiste em considerar a substituição da área concretada por um mesmo volume de água e comparar as variações de temperatura devido à absorção da radiação solar nas duas situações (concretada e alagada). Desprezando os efeitos da evaporação e considerando que toda a radiação é absorvida, essa avaliação pode ser realizada com os seguintes dados:
ROMERO, M. A. B. et al. Mudanças climáticas e ilhas de calor urbanas.
Brasília: UnB; ETB, 2019 (adaptado).
A razão entre as variações de temperatura nas áreas concretada e alagada é mais próxima de
Esta questão avalia o conceito de calorimetria, especificamente a relação entre calor absorvido, massa, calor específico e variação de temperatura.
A equação fundamental é: Q = m · c · ΔT, de onde isolamos a variação de temperatura: \\Delta T = \\dfrac{Q}{m \\cdot c}.
Como o problema pede a comparação entre o mesmo volume de material, a massa de cada substância depende da sua densidade: m = \\rho \\cdot V. Substituindo:
\\Delta T = \\frac{Q}{\\rho \\cdot V \\cdot c}\
Para o mesmo volume V e a mesma energia absorvida Q, calculamos cada variação:
\\Delta T_{\\text{concreto}} = \\frac{Q}{2500 \\cdot V \\cdot 0{,}8} = \\frac{Q}{2000\\,V}\
\\Delta T_{\\text{água}} = \\frac{Q}{1000 \\cdot V \\cdot 4{,}2} = \\frac{Q}{4200\\,V}\
A razão entre as variações de temperatura é:
\\frac{\\Delta T_{\\text{concreto}}}{\\Delta T_{\\text{água}}} = \\frac{4200}{2000} = 2{,}1\
Portanto, a área concretada aquece 2,1 vezes mais do que a área alagada para a mesma energia solar absorvida, o que explica o fenômeno de ilha de calor urbana: o concreto, apesar de mais denso, tem calor específico muito inferior ao da água, resultando em maior variação de temperatura. As demais opções correspondem a erros como desconsiderar a densidade (usar apenas a razão dos calores específicos daria 4{,}2 / 0{,}8 \\approx 5{,}3) ou cometer erros de inversão e de produto.
Todas as questões do ENEM · Simulado ENEM — questões com gabarito e explicação, grátis e sem cadastro.
