Questão 122 — ENEM 2020 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Termodinâmica / Transferência de Calor (condução, convecção, radiação) e 2ª Lei da Termodinâmica
• ⚡ Nível: Médio — não exige cálculo, mas cobra um conceito sutil (o sentido correto do fluxo de calor), que engana quem trata "frio" como se fosse uma substância que se propaga
• 🎯 Tema/Habilidade: Sentido espontâneo do fluxo de calor e mecanismos de troca térmica (convecção) aplicados a uma situação cotidiana — competência de interpretar fenômenos térmicos do dia a dia
• 🏆 Gabarito: C — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Associe, na mesma ordem em que aparecem no manual, cada uma das três recomendações da geladeira ao princípio termodinâmico que a justifica."
• Palavras-chave decisivas: circulação do ar, dissipador serpentinado, espaço de, no mínimo, 5 cm
• Armadilha típica: tratar "frio" como uma grandeza física que "sai" do refrigerador ou que "se transmite" entre os alimentos — fisicamente, o que existe e se propaga é sempre o calor, nunca o frio
• O que a resposta precisa demonstrar: reconhecer os três mecanismos corretos — (1) o calor flui do ambiente quente para o interior frio, nunca o contrário; (2) o resfriamento interno depende de convecção do ar; (3) o dissipador traseiro precisa trocar calor livremente com o ambiente

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• 2ª Lei da Termodinâmica (sentido do fluxo de calor): o calor flui espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura, nunca o contrário sem trabalho externo. "Frio" não é uma entidade física que se propaga — é apenas a percepção de ausência relativa de calor.
• Convecção: transferência de calor por meio do movimento de um fluido (líquido ou gás). Dentro da geladeira, o ar resfriado (mais denso) desce e o ar que se aquece perto dos alimentos sobe, criando correntes que espalham o frio por todo o gabinete.
• Dissipador de calor (condensador): serpentina localizada atrás/embaixo da geladeira onde o fluido refrigerante libera, para o ar ambiente, o calor que retirou do interior do aparelho. Essa liberação também ocorre por convecção natural do ar ao redor da serpentina.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "Mantenha a porta de seu refrigerador aberta apenas o tempo necessário" → ao abrir a porta, cria-se um caminho para o calor do ambiente (mais quente) entrar no interior (mais frio); quanto mais tempo aberta, maior esse fluxo indesejado de calor entrando.
• Evidência 2: "não obstruir a circulação do ar com a má distribuição dos alimentos nas prateleiras" → revela que o resfriamento interno depende do movimento livre do ar entre as prateleiras, ou seja, de convecção.
• Evidência 3: "espaço de, no mínimo, 5 cm entre... o dissipador serpentinado... e a parede" → indica que o ar precisa circular ao redor da serpentina para absorver, por convecção, o calor que ela está liberando para o ambiente.
• Síntese: as três recomendações correspondem, nesta ordem, a: reduzir o fluxo de calor do ambiente para dentro do refrigerador; garantir a convecção do ar interno; e permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Primeira recomendação: porta aberta o mínimo possível

Pela 2ª Lei da Termodinâmica, o calor flui espontaneamente do corpo mais quente para o mais frio. Como o ambiente externo está mais quente que o interior da geladeira, cada abertura da porta cria uma via de troca térmica em que o calor do ambiente entra no aparelho — nunca o inverso. Não existe fisicamente "saída de frio"; o que ocorre é entrada de calor. Por isso, a recomendação existe para reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador, evitando que o compressor precise trabalhar mais para compensar essa invasão térmica. Esse raciocínio já descarta qualquer alternativa que descreva a justificativa como "reduzir a saída de frio".

Subpasso 4.2 — Segunda recomendação: não obstruir a circulação do ar nas prateleiras

O resfriamento uniforme do interior depende de correntes de convecção: o ar mais frio (mais denso) desce, e o ar que se aquece ao redor dos alimentos sobe, redistribuindo o frio por todo o gabinete. Se os alimentos forem empilhados de modo a bloquear esse movimento, algumas regiões ficam mal resfriadas mesmo que o termostato "acredite" que a temperatura interna já está adequada. Logo, a justificativa correta é garantir a convecção do ar interno — e não "a transmissão do frio entre os alimentos", expressão fisicamente incorreta, pois não existe transmissão de frio, apenas transferência de calor (em sentido oposto ao que essa frase sugere).

Subpasso 4.3 — Terceira recomendação: espaço mínimo atrás do dissipador — Verificação

No dissipador (condensador), o fluido refrigerante libera para o ar externo o calor que absorveu do interior da geladeira. Essa liberação depende de convecção natural: o ar precisa circular livremente ao redor da serpentina para carregar esse calor embora. Se o aparelho estiver encostado na parede, o ar fica "preso", aquece-se localmente e perde a capacidade de continuar retirando calor do dissipador, prejudicando a eficiência de todo o ciclo de refrigeração. Portanto, a recomendação existe para permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente.

Reunindo as três partes: "reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador" + "garantir a convecção do ar interno" + "permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente" — essa combinação corresponde, palavra por palavra, à alternativa C.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) Reduzir a saída de frio do refrigerador para o ambiente, garantir a transmissão do frio entre os alimentos na prateleira e permitir a troca de calor entre o dissipador de calor e o ambiente.

❌ Incorreta: erra nas duas primeiras partes ao tratar "frio" como algo que "sai" ou "se transmite" — fisicamente é sempre o calor que se propaga, do corpo quente para o frio. Só a terceira parte está correta.

B) Reduzir a saída de frio do refrigerador para o ambiente, garantir a convecção do ar interno, garantir o isolamento térmico entre a parte interna e a externa.

❌ Incorreta: repete o erro de "saída de frio" na primeira parte e, na terceira, inverte o objetivo do dissipador — ele não busca isolamento térmico com o ambiente, e sim o oposto: precisa trocar calor livremente com o ar externo. Só a segunda parte está correta.

C) Reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador, garantir a convecção do ar interno e permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente.

✅ Correta: as três justificativas são fisicamente coerentes — a 2ª Lei da Termodinâmica é respeitada (calor flui do quente para o frio ao abrir a porta), o mecanismo de convecção interna é citado corretamente para as prateleiras, e o dissipador é descrito com sua função real, trocar calor com o ambiente.

D) Reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador, garantir a transmissão do frio entre os alimentos na prateleira e permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente.

❌ Incorreta: acerta a primeira e a terceira partes, mas erra a segunda ao usar "transmissão do frio" — o que circula entre as prateleiras é o ar por convecção, carregando calor (ou sua ausência relativa), e não uma suposta substância "frio" que se transmite.

E) Reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador, garantir a convecção do ar interno e garantir o isolamento térmico entre as partes interna e externa.

❌ Incorreta: acerta a primeira e a segunda partes, mas erra a terceira — o espaço de 5 cm atrás da geladeira não serve para isolar termicamente o dissipador do ambiente; serve exatamente para o contrário, permitir que ele troque calor livremente com o ar externo.

🏆 Gabarito: C — é a única alternativa que mantém coerência física nas três justificativas simultaneamente: fluxo de calor do ambiente para dentro (não "saída de frio"), convecção do ar interno (não "transmissão do frio") e troca de calor no dissipador (não "isolamento térmico").

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: C é a única opção em que as três frases respeitam simultaneamente o sentido correto do fluxo de calor (2ª Lei da Termodinâmica) e a função real de cada mecanismo (convecção interna e troca de calor no condensador); todas as demais alternativas erram em pelo menos uma das três partes.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma testar a 2ª Lei da Termodinâmica e os mecanismos de transferência de calor (condução, convecção, radiação) em situações do cotidiano — geladeiras, garrafas térmicas, roupas de inverno, coletores solares, estufas — sempre cobrando a interpretação física correta, não fórmulas decoradas.
• Generalização: sempre que uma alternativa falar em "frio saindo", "frio se propagando" ou "frio se transmitindo", desconfie — fisicamente o correto é sempre "calor entrando/saindo", no sentido do corpo mais quente para o mais frio.
• Dica de eliminação rápida: elimine de cara qualquer alternativa que comece com "reduzir a saída de frio" (A e B caem já na primeira leitura); em seguida, verifique a última parte — "isolamento térmico" aplicado ao dissipador está sempre errado, pois ele existe justamente para trocar calor com o ambiente (isso elimina B e E).
• Conexões: o mesmo raciocínio se aplica a garrafas térmicas (o isolamento reduz a troca de calor com o ambiente, ao contrário do dissipador) e ao efeito estufa (radiação e capacidade de absorção/emissão de calor pela atmosfera).