ENEM 2021, 2º dia · Ciências da Natureza

Questão 115 do ENEM 2021

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ENEM 2021 · questão 115 · caderno azul

Na montagem de uma cozinha para um restaurante, a escolha do material correto para as panelas é importante, pois a panela que conduz mais calor é capaz de cozinhar os alimentos mais rapidamente e, com isso, há economia de gás. A taxa de condução do calor depende da condutividade k do material, de sua área A, da diferença de temperatura ΔT e da espessura d do material, sendo dada pela relação ΔQ/Δt = k A ΔT/d.
Em panelas com dois materiais, a taxa de condução é dada por
ΔQ/Δt = A (ΔT / (d₁/k₁ + d₂/k₂)),
em que d₁ e d₂ são as espessuras dos dois materiais, e k₁ e k₂ são as condutividades de cada material.
Os materiais mais comuns no mercado para panelas são o alumínio (k = 20 W/m K), o ferro (k = 8 W/m K) e o aço (k = 5 W/m K) combinado com o cobre (k = 40 W/m K).
Compara-se uma panela de ferro, uma de alumínio e uma composta de 1/2 da espessura em cobre e 1/2 da espessura em aço, todas com a mesma espessura total e com a mesma área de fundo.
A ordem crescente da mais econômica para a menos econômica é

A a E ou 1 a 5 marcam, Enter verifica

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Gabarito: B

alumínio, cobre-aço e ferro.

Por que é B

Com A, ΔT e d iguais, a taxa é proporcional a k (material único) ou a 1/(d₁/k₁+d₂/k₂). Ferro: 8. Alumínio: 20. Cobre-aço (metade d em cada): 1/((d/2)/40+(d/2)/5)=1/(d·9/80)=80/9≈8,89. Maior taxa = mais econômica. Ordem: alumínio (20) > cobre-aço (8,89) > ferro (8). Logo, B.

Assunto

Termologia e calorimetria

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Tema: Condução de calor

Competência de área 6 · habilidade H23: Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas.

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