Questão 124 do ENEM PPL 2024

Question

A transferência de calor por radiação pode ser observada realizando-se a experiência de colocar a mesma quantidade de água quente em dois copos metálicos com as mesmas características, sendo que a superfície externa de um deles é pintada de preto (copo 1), e a do outro é espelhada (copo 2). Sabe-se que todo material emite e absorve energia radiante e que bons emissores são também bons absorvedores dessa energia.

Dois copos metálicos idênticos: o copo 1 possui a superfície externa pintada de preto, indicado por um círculo laranja com o número 1 abaixo; o copo 2 possui a superfície externa espelhada, com gradiente cinza e reflexo metálico, indicado por um círculo azul com o número 2 abaixo.

Ao se colocar um termômetro dentro de cada copo observa-se, após alguns minutos, que a temperatura da água

A
dos dois copos diminui igualmente.
B
do copo 1 diminui, e a do copo 2 permanece a mesma.
C
do copo 2 diminui, e a do copo 1 permanece a mesma.
D
do copo 1 diminui mais rapidamente do que a do copo 2.
E
do copo 2 diminui mais rapidamente do que a do copo 1.

Answer 1

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Questão 124 do ENEM PPL 2024

2º dia · Ciências da Natureza · H22 · Física: Propagação de calor: condução, convecção e irradiação

A transferência de calor por radiação pode ser observada realizando-se a experiência de colocar a mesma quantidade de água quente em dois copos metálicos com as mesmas características, sendo que a superfície externa de um deles é pintada de preto (copo 1), e a do outro é espelhada (copo 2). Sabe-se que todo material emite e absorve energia radiante e que bons emissores são também bons absorvedores dessa energia.

Dois copos metálicos idênticos: o copo 1 possui a superfície externa pintada de preto, indicado por um círculo laranja com o número 1 abaixo; o copo 2 possui a superfície externa espelhada, com gradiente cinza e reflexo metálico, indicado por um círculo azul com o número 2 abaixo.

Ao se colocar um termômetro dentro de cada copo observa-se, após alguns minutos, que a temperatura da água

A
dos dois copos diminui igualmente.
B
do copo 1 diminui, e a do copo 2 permanece a mesma.
C
do copo 2 diminui, e a do copo 1 permanece a mesma.
D
do copo 1 diminui mais rapidamente do que a do copo 2.
E
do copo 2 diminui mais rapidamente do que a do copo 1.

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Resolução comentada

A água está mais quente que o ambiente, então cada copo perde calor para o meio, e uma parte dessa perda acontece por radiação.

O enunciado dá a chave: bons emissores de energia radiante também são bons absorvedores. Superfícies escuras e foscas, como a pintura preta, emitem e absorvem muito bem. Superfícies espelhadas refletem quase toda a radiação, portanto emitem e absorvem pouco.

Aplicando aos copos:

Copo 1 (preto): é ótimo emissor, então irradia calor para o ambiente com intensidade.
Copo 2 (espelhado): é mau emissor, então irradia pouco calor.
A água quente do copo 1 perde energia mais depressa, e sua temperatura cai mais rápido.
A água do copo 2 também esfria, pois ainda há condução e convecção com o ar, mas o faz mais devagar.

Assim, as duas temperaturas diminuem, mas em ritmos diferentes: a do copo 1 cai mais rapidamente. Isso elimina as alternativas em que uma temperatura permanece constante (B e C), a que diz que ambas caem igualmente (A) e a que inverte os copos (E).

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

Aignora a diferença de emissão de radiação entre a superfície preta e a espelhada.
Ba água do copo 2 também esfria (condução e convecção com o ar), só que mais devagar.
Cinverte os papéis e ainda supõe que o copo 1 não esfria, o que é falso.
Einverte a relação: o espelhado emite menos, logo esfria mais lentamente.

Assunto: Propagação de calor: condução, convecção e irradiação.

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