ENEM 2020 segunda aplicação
Em um manual de instruções de uma geladeira, constam as seguintes recomendações:
• Mantenha a porta de seu refrigerador aberta apenas o tempo necessário;
• É importante não obstruir a circulação do ar com a má distribuição dos alimentos nas prateleiras;
• Deixe um espaço de, no mínimo, 5 cm entre a parte traseira do produto (dissipador serpentinado) e a parede.
Com base nos princípios da termodinâmica, as justificativas para essas recomendações são, respectivamente:
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.
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.
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.
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.
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.
Resolução
Análise Detalhada da Questão:
A questão pede a justificativa termodinâmica para três recomendações comuns em manuais de geladeiras. Vamos analisar cada uma delas:
1. "Mantenha a porta de seu refrigerador aberta apenas o tempo necessário;"
A função do refrigerador é manter seu interior a uma temperatura mais baixa que o ambiente externo. De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor flui espontaneamente de um corpo/ambiente mais quente para um mais frio. Ao abrir a porta, o ar quente do ambiente entra no refrigerador e o ar frio sai (principalmente por convecção), aumentando a temperatura interna. Isso força o motor do refrigerador a trabalhar mais para restabelecer a temperatura baixa, consumindo mais energia. Portanto, manter a porta fechada o máximo possível visa reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador.
2. "É importante não obstruir a circulação do ar com a má distribuição dos alimentos nas prateleiras;"
Dentro do refrigerador, o resfriamento ocorre pela circulação de ar frio. O ar resfriado (geralmente na parte superior ou traseira, perto do congelador) torna-se mais denso e desce, enquanto o ar mais quente (próximo aos alimentos) sobe para ser resfriado. Esse movimento cíclico é chamado de convecção. Se a distribuição dos alimentos obstruir essa circulação, o ar frio não chegará a todas as partes uniformemente, comprometendo a conservação dos alimentos e a eficiência do aparelho. A recomendação visa, portanto, garantir a convecção do ar interno.
3. "Deixe um espaço de, no mínimo, 5 cm entre a parte traseira do produto (dissipador serpentinado) e a parede."
O refrigerador funciona retirando calor de seu interior e liberando-o para o ambiente externo. Essa liberação de calor ocorre principalmente através das serpentinas localizadas na parte traseira (o dissipador ou condensador). O calor é transferido do gás refrigerante quente dentro das serpentinas para o ar circundante, principalmente por convecção e radiação. Se não houver espaço suficiente entre a traseira do refrigerador e a parede, a circulação de ar ao redor das serpentinas é dificultada, tornando a dissipação de calor ineficiente. Isso sobrecarrega o motor e aumenta o consumo de energia. A recomendação visa permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente.
Conclusão:
Comparando nossa análise com as opções:
- Opção C: "Reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador" (Correto para Rec 1), "garantir a convecção do ar interno" (Correto para Rec 2) e "permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente" (Correto para Rec 3).
As justificativas da opção C correspondem exatamente às análises termodinâmicas de cada recomendação.
Portanto, a alternativa correta é a C.
Dicas
Erros Comuns
Revisão de Conceitos:
- Transferência de Calor: Processo de troca de energia térmica entre sistemas devido a uma diferença de temperatura. O calor sempre flui espontaneamente da região de maior temperatura para a de menor temperatura.
- Mecanismos de Transferência de Calor:
- Condução: Transferência de calor através de um material ou entre materiais em contato direto, sem transporte macroscópico de matéria.
- Convecção: Transferência de calor devido ao movimento de fluidos (líquidos ou gases). O fluido aquecido (ou resfriado) se move, transportando energia térmica. É crucial na circulação de ar dentro da geladeira e na dissipação de calor das serpentinas traseiras.
- Radiação: Transferência de calor por ondas eletromagnéticas, que não requer um meio material. Ocorre, por exemplo, na troca de calor entre as serpentinas e o ambiente.
- Refrigeração: Processo termodinâmico que remove calor de um espaço fechado (interior da geladeira) e o transfere para um ambiente externo (a cozinha), utilizando trabalho (realizado pelo compressor). Envolve um ciclo com um fluido refrigerante que evapora (absorvendo calor) e condensa (liberando calor).
- Condensador (Dissipador Serpentinado): Componente do sistema de refrigeração (geralmente na parte traseira da geladeira) onde o fluido refrigerante, em alta pressão e temperatura, libera calor para o ambiente externo ao passar do estado gasoso para o líquido.
Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum.
