Questão 95 — ENEM 2022 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Termologia (propagação de calor por condução térmica)
• ⚡ Nível: Fácil — envolve reconhecer uma propriedade física a partir de uma situação cotidiana simples, sem cálculos.
• 🎯 Tema/Habilidade: Condutividade térmica dos materiais; compreensão de fenômenos e processos térmicos aplicados ao dia a dia (competência de área de Ciências da Natureza).
• 🏆 Gabarito: D — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual propriedade física explica por que o metal da panela esquenta muito mais rápido que o cabo de madeira, a ponto de poder queimar a mão?"
• Palavras-chave decisivas: cabo de madeira, base de metal, não se queimar
• Armadilha típica: confundir a "capacidade de esquentar" com calor específico (quanto calor é preciso para variar a temperatura) ou com temperatura em si, quando na verdade o que está em jogo é a velocidade com que o calor se propaga através do material até a mão.
• O que a resposta precisa demonstrar: entendimento de que dois materiais em contato com a mesma fonte de calor podem transmitir esse calor para as mãos em velocidades muito diferentes, dependendo de uma propriedade específica do material — não da quantidade de calor armazenada nem da temperatura que cada um atinge no equilíbrio.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Condutividade térmica (k): mede a rapidez com que o calor se propaga por condução através de um material. Quanto maior o k, mais rápido o calor "atravessa" o material.
• Condução térmica: mecanismo de transferência de calor por colisões entre partículas vizinhas, sem transporte de matéria. Nos metais, os elétrons livres são excelentes "carregadores" de energia, o que explica a alta condutividade.
• Calor específico (c): quantidade de energia necessária para elevar em 1 °C a temperatura de uma massa da substância. Está ligada à capacidade de armazenamento de energia, não à velocidade de propagação — por isso não explica o fenômeno.
• Isolante térmico: material de baixa condutividade, que dificulta a passagem de calor. A madeira é um isolante relativamente bom, pois não possui elétrons livres para conduzir energia com eficiência.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "a panela [...] estava lá há bastante tempo, em fogo baixo" → o calor já havia se propagado por toda a estrutura da panela, atingindo tanto a base quanto o cabo.
• Evidência 2: "tocar apenas no cabo de madeira, e não na base de metal" → sob o mesmo fogo e pelo mesmo tempo, o metal fica perigoso ao toque e a madeira permanece segura — a diferença está em como cada material reage ao calor, não na fonte.
• Síntese: dois materiais na mesma fonte térmica com respostas radicalmente diferentes na velocidade de aquecimento externo é a assinatura clássica de diferença de condutividade térmica.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar o que está sendo comparado

A pergunta pede a propriedade em que o metal é maior que a madeira, e essa propriedade precisa justificar por que tocar no metal queima e tocar na madeira não. Repare que o enunciado não fala em temperaturas diferentes atingidas por cada parte da panela no equilíbrio térmico (isso demoraria e a mãe não estaria preocupada com "tempo"), mas sim com a rapidez com que o calor alcança a mão de quem toca.

Subpasso 4.2 — Relacionar o fenômeno físico ao conceito correto

Quando um material é aquecido por uma fonte externa (o fogo), o calor se propaga por condução das regiões mais quentes para as mais frias — da base da panela em direção às extremidades e à mão de quem segura. Metais, por possuírem elétrons livres em abundância, transferem energia térmica de partícula em partícula com muito mais eficiência do que a madeira, cuja estrutura molecular (fibras de celulose) dificulta essa transmissão. Essa eficiência de transporte de calor é medida exatamente pela condutividade térmica. Por isso, a base metálica atinge rapidamente uma temperatura alta e perigosa ao toque, enquanto o cabo de madeira permanece muito mais frio — não porque "aquece menos" em energia armazenada, mas porque conduz o calor muito mais lentamente para fora de si.

Subpasso 4.3 — Verificação

Testando contra a alternativa D: condutividade térmica é a grandeza que descreve a velocidade de propagação de calor por condução em um material, e sabe-se que a do metal é ordens de grandeza maior que a da madeira. Isso confirma que D é coerente com a situação e com o conceito físico aplicado.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) calor específico.

❌ Incorreta: mede quanta energia é necessária para variar a temperatura de uma massa da substância, não a rapidez com que essa energia se propaga pelo material. Essa grandeza sozinha não explica por que a mão se queima ao tocar o metal — o fator decisivo é a velocidade de transmissão do calor.

B) energia interna.

❌ Incorreta: é a soma das energias cinéticas e potenciais das partículas de um corpo, ligada à temperatura e à massa. Não compara diretamente a "capacidade de transmitir calor" entre materiais, e o enunciado não fornece dados de massa ou energia armazenada — o foco está na velocidade com que o calor chega à mão.

C) temperatura.

❌ Incorreta: em contato prolongado com a mesma fonte, ambos os materiais tenderiam a temperaturas superficiais semelhantes caso conduzissem calor igualmente bem. O que diferencia metal e madeira não é atingir temperaturas diferentes por natureza, mas a velocidade com que cada um deixa o calor atravessá-lo — a temperatura é consequência do fenômeno, não a causa.

D) condutividade térmica.

✅ Correta: propriedade que determina a rapidez com que o calor se propaga por condução em um material. Metais têm condutividade muito superior à da madeira devido aos elétrons livres, o que faz a base metálica transmitir rapidamente o calor do fogo até a mão, enquanto o cabo de madeira, bom isolante, retarda essa transmissão e permanece seguro ao toque.

E) coeficiente de dilatação térmica.

❌ Incorreta: mede o quanto um material se expande ao ser aquecido. Embora metais costumem dilatar mais que a madeira, isso não tem relação com a sensação de queimadura ao toque — o problema é de transferência de calor, não de variação dimensional.

🏆 Gabarito: D — a condutividade térmica é a única propriedade listada que explica diretamente por que o calor se propaga muito mais rápido pelo metal do que pela madeira, tornando perigoso o toque na base metálica e seguro o toque no cabo.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: a alternativa D é a única que descreve corretamente a grandeza física responsável pela velocidade de transmissão de calor por condução, que é justamente o fenômeno relatado na situação-problema.
• Padrão de cobrança: o ENEM adora contextualizar condutividade térmica com situações domésticas ou cotidianas — cabos de panela, colheres deixadas dentro de líquidos quentes, roupas de frio, isolantes em construção civil. Em geral, a questão pede para identificar a propriedade que diferencia "bons condutores" (metais) de "bons isolantes" (madeira, plástico, ar, isopor, lã).
• Generalização: sempre que o enunciado envolver velocidade ou facilidade de transmissão de calor entre corpos em contato com a mesma fonte térmica, pense primeiro em condutividade térmica. Se envolver quantidade de calor para variar a temperatura, pense em calor específico. Se envolver variação de tamanho, pense em dilatação térmica.
• Dica de eliminação rápida: leia o enunciado procurando o verbo-chave da física envolvida. Se aparecer "queimar", "esquentar rápido/devagar" ou "isolante" → condutividade térmica; se aparecer "esfriar/aquecer com facilidade em função da massa" → calor específico; se aparecer "expandir", "encolher" ou "quebrar por diferença de temperatura" → dilatação térmica. Isso já elimina A e E em poucos segundos, restando comparar C (temperatura, insuficiente) e B (energia interna, insuficiente) com D.
• Conexões: propagação de calor (condução, convecção e irradiação); materiais isolantes e condutores no cotidiano e na engenharia (cabos de panela, luvas térmicas, paredes de casas, garrafas térmicas).