Questão 91 — ENEM 2024 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Termodinâmica (calor latente de vaporização) e Climatologia (umidade relativa do ar)
• ⚡ Nível: Médio — exige cruzar duas tabelas (temperatura × UR × redução de temperatura) e ainda mobilizar conhecimento de climatologia regional brasileira
• 🎯 Tema/Habilidade: Resfriamento evaporativo e seus condicionantes físicos — competência de interpretar fenômenos térmicos a partir de dados experimentais e de contexto geográfico
• 🏆 Gabarito: E — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Entre cinco cidades brasileiras, em qual delas o climatizador evaporativo produz a maior redução de temperatura no ar (ou seja, é mais eficiente)?"
• Palavras-chave decisivas: evaporação da água, redução de temperatura, umidade relativa (UR)
• Armadilha típica: associar "cidade mais quente" diretamente a "cidade mais eficiente para o climatizador", ignorando que a umidade relativa é a variável que realmente controla a capacidade de evaporação — uma cidade quente e úmida (como as da Amazônia ou do Pantanal) pode ser pior candidata do que uma cidade de temperatura moderada, porém muito seca.
• O que a resposta precisa demonstrar: compreensão de que a eficiência do climatizador evaporativo cresce quando o ar tem baixa umidade relativa (maior "capacidade" de absorver vapor d'água) associada a temperatura elevada (mais energia disponível para vaporizar a água), e a capacidade de aplicar esse critério aos dados climáticos reais de setembro nas cinco cidades listadas.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Resfriamento evaporativo: ao passar pelo painel poroso saturado de água, o ar cede energia térmica para vaporizar a água (processo endotérmico). Essa energia sai do ar como calor latente, e a temperatura do ar cai — o calor sensível migra para calor latente.
• Calor latente de vaporização: energia necessária para vaporizar a água sem variar sua temperatura. Quanto mais água evapora no painel, mais energia é retirada do ar, e maior é a queda de temperatura (ΔT).
• Umidade relativa (UR): razão entre o vapor d'água presente no ar e o máximo que ele suportaria naquela temperatura (saturação). UR baixa = ar "longe da saturação", com grande capacidade de receber vapor (favorece evaporação). UR alta = ar quase saturado, evaporação dificultada.
• Depressão psicrométrica: quanto maior a diferença entre a temperatura do ar seco e sua temperatura de bulbo úmido, maior o potencial de resfriamento evaporativo — diferença que cresce quando T é alta e UR é baixa, exatamente a lógica tabulada na Tabela 1.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "Esses dispositivos utilizam a evaporação da água como método de troca de calor" → confirma que o mecanismo físico central é a vaporização, cujo desempenho depende diretamente do "espaço" que o ar tem para receber vapor, ou seja, da umidade relativa.
• Evidência 2: "Quanto maior é a redução de temperatura produzida pelo climatizador, maior é a sua eficiência" → o critério de escolha da cidade correta não é "qual é mais quente" nem "qual tem clima mais agradável", mas sim qual combinação (T alta + UR baixa) da Tabela 2 aponta, na Tabela 1, para o maior ΔT tabelado.
• Síntese: o caminho de resolução é comparar, para cada cidade, o par (Temperatura, UR) de setembro com a Tabela 1: cidades de clima muito úmido (regiões equatoriais e áreas alagadas/pantaneiras) terão baixo ΔT, mesmo sendo quentes; a cidade que combinar alta temperatura com a menor umidade relativa entre as cinco será a de maior ΔT — logo, a mais eficiente.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Traduzir o perfil climático das cinco cidades em setembro

Setembro está no auge (ou na reta final) da estação seca em boa parte do Brasil, mas a umidade varia muito conforme o bioma:

• Belém (PA): clima equatorial, na foz do Amazonas — UR muito alta o ano todo, inclusive em setembro, por causa da floresta e da proximidade com rios e mar.
• Cáceres (MT) e Corumbá (MS): cidades às margens do Pantanal — mesmo em estiagem, a evapotranspiração da vegetação e dos corpos d'água pantaneiros mantém a UR elevada; são quentes, mas com ar bastante úmido.
• Barbalha (CE): no Cariri cearense, ao sopé da Chapada do Araripe — um "oásis" dentro do semiárido nordestino, com nascentes que elevam sua UR em relação ao sertão típico, embora menos úmida que as cidades acima.
• Janaúba (MG): norte de Minas Gerais, no Polígono das Secas — clima semiárido, baixíssima pluviosidade e UR historicamente baixa em setembro, combinada a temperaturas elevadas.

Subpasso 4.2 — Aplicar o critério físico e verificar

Pela lógica da Tabela 1 (quanto maior T de entrada e menor a UR, maior a redução de temperatura tabelada), Belém, Cáceres e Corumbá ficam em desvantagem pela UR alta, que satura o painel e limita a evaporação; Barbalha é mais seca que essas três, mas ainda tem UR moderada por seu microclima. Janaúba é a única cujo par (T alta, UR baixa) cai na faixa de maior ΔT da Tabela 1 — ar quente e seco tem grande "apetite" por vapor d'água, favorecendo evaporação intensa e queda máxima de temperatura. Isso confirma, pelo critério "maior redução de temperatura = maior eficiência", a alternativa E.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) Barbalha.

❌ Incorreta: o microclima do Cariri cearense (sopé da Chapada do Araripe, com nascentes e vegetação mais densa) eleva sua UR em setembro acima da de Janaúba, reduzindo o potencial evaporativo do climatizador.

B) Belém.

❌ Incorreta: clima equatorial amazônico com UR muito alta o ano todo — mesmo quente, o ar já está próximo da saturação, o que praticamente inviabiliza evaporação adicional no painel.

C) Cáceres.

❌ Incorreta: cidade às margens do Pantanal mato-grossense; a evapotranspiração intensa da região mantém a UR alta mesmo em estiagem, limitando a capacidade do ar de absorver mais vapor.

D) Corumbá.

❌ Incorreta: mesma lógica de Cáceres — Pantanal sul-mato-grossense, com UR elevada associada aos corpos d'água e à vegetação alagável, o que reduz a eficácia do resfriamento evaporativo.

E) Janaúba.

✅ Correta: cidade do norte de Minas Gerais, no Polígono das Secas, clima semiárido — em setembro reúne a combinação ideal: temperatura elevada e UR baixa. Esse é o par de condições que, na Tabela 1, corresponde à maior redução de temperatura, tornando o aparelho mais eficiente nessa cidade.

🏆 Gabarito: E — Janaúba (MG) reúne a maior temperatura combinada com a menor umidade relativa entre as cinco cidades em setembro, condição que, segundo o princípio físico da evaporação como troca de calor, maximiza a redução de temperatura produzida pelo climatizador evaporativo.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: só Janaúba combina clima quente com ar seco (baixa UR) entre as opções, condição necessária para maximizar a evaporação da água no painel e, consequentemente, o resfriamento do ar — por isso a resposta correta é a letra E.
• Padrão de cobrança: o ENEM gosta de testar fenômenos de mudança de fase (evaporação, calor latente) usando situações tecnológicas cotidianas (climatizadores, geladeiras, suor humano) associadas à leitura de tabelas/gráficos com duas variáveis cruzadas.
• Generalização: sempre que um dispositivo depender de evaporação para resfriar (climatizador, suor, panela de barro), sua eficiência aumenta com temperatura alta e baixa umidade relativa do ar — nunca avalie apenas uma das duas variáveis isoladamente.
• Dica de eliminação rápida: elimine primeiro as cidades associadas a biomas notoriamente úmidos (floresta amazônica, pantanal, litoral) — elas quase sempre indicam alta UR e, portanto, baixa eficiência evaporativa; sobra a cidade de clima semiárido/interior seco como resposta mais provável.
• Conexões: calor latente e mudanças de fase; climas brasileiros (equatorial, semiárido, tropical); psicrometria e conforto térmico.