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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 91 do ENEM PPL 2024

2º dia · Ciências da Natureza · H21 · Física: Mudanças de estado físico e calor latente

Tendo em vista a necessidade de economia de energia elétrica, os climatizadores de ar surgem como uma alternativa econômica. Esses dispositivos utilizam a evaporação da água como método de troca de calor, conforme esquematizado na figura.

Esquema do funcionamento de um climatizador evaporativo, mostrando o distribuidor de água gotejando sobre o painel evaporativo, a bomba de recirculação de água na base, e o ar externo atravessando o painel em direção ao ventilador, que expele ar resfriado e limpo.

O ar externo (quente) é aspirado para o interior do painel evaporativo e, em contato com a água fria, tem sua temperatura diminuída. Umidificado e mais frio, o ar é empurrado pelo ventilador ao ambiente interno. Quanto maior é a redução de temperatura produzida pelo climatizador, maior é a sua eficiência. A Tabela 1 apresenta a redução de temperatura produzida por um desses aparelhos, em função da temperatura de entrada do ar e de sua umidade relativa (UR) percentual; enquanto a Tabela 2 apresenta os valores médios de temperatura (T) e os valores da UR do ar de cinco cidades brasileiras, no mês de setembro.

Tabela 1

Temperatura de entrada do ar (°C) 25,5 26,0 26,5 27,0 27,5 28,0 28,5
Umidade relativa do ar (%) Redução de temperatura produzida
30 a 39 8,6 8,7 8,8 9,0 9,1 9,2 9,4
40 a 49 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,8
50 a 59 5,6 5,7 5,8 5,9 6,0 6,1 6,2
60 a 69 4,5 4,6 4,6 4,7 4,7 4,8 4,8
70 a 80 2,5 2,5 2,5 2,5 2,6 2,6 2,6

Tabela 2

Cidade T (°C) UR (%)
Barbalha (CE) 26,0 58
Belém (PA) 27,5 75
Cáceres (MT) 28,5 51
Corumbá (MS) 27,0 52
Janaúba (MG) 25,5 40

Disponível em: https://pt.climate-data.org.; www.brizztech.com.br. Acesso em: 25 nov. 2021(adaptado).

Considerando os dados apresentados para o mês de setembro, em qual destas cidades o climatizador de ar é mais eficiente?

  1. A
    Barbalha.
  2. B
    Belém.
  3. C
    Cáceres.
  4. D
    Corumbá.
  5. E
    Janaúba.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

A eficiência do climatizador é medida pela redução de temperatura que ele produz. Então, para cada cidade, basta entrar na Tabela 1 com a temperatura de entrada do ar (T) e com a faixa de umidade relativa (UR) e ler a redução.

  1. Barbalha: T = 26,0 °C e UR = 58%, faixa 50 a 59. A redução é 5,7 °C.
  2. Belém: T = 27,5 °C e UR = 75%, faixa 70 a 80. A redução é 2,6 °C.
  3. Cáceres: T = 28,5 °C e UR = 51%, faixa 50 a 59. A redução é 6,2 °C.
  4. Corumbá: T = 27,0 °C e UR = 52%, faixa 50 a 59. A redução é 5,9 °C.
  5. Janaúba: T = 25,5 °C e UR = 40%, faixa 40 a 49. A redução é 7,1 °C.

Comparando: 5,7; 2,6; 6,2; 5,9 e 7,1. O maior valor é 7,1 °C, em Janaúba.

Repare que a umidade pesa mais que a temperatura: quanto mais seco o ar, mais a água evapora e mais o ar esfria. Janaúba tem a menor temperatura de entrada, mas a menor umidade, e por isso o efeito é maior.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa C engana quem acha que a cidade mais quente (28,5 °C) terá o maior resfriamento, ignorando que a umidade relativa alta reduz a eficiência.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ARedução de apenas 5,7 °C, menor que a de Janaúba.
  • BTem a maior umidade (75%), logo a menor redução (2,6 °C).
  • CEscolhe a maior temperatura de entrada, mas a redução é 6,2 °C, menor que 7,1 °C.
  • DRedução de 5,9 °C, inferior à de Janaúba.

Assunto: Mudanças de estado físico e calor latente.

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