10^{\mathrm{a}} ) Nos dias frios, é comum ouvir expressões como: “Esta roupa é quentinha” ou então “Feche a janela para o frio não entrar”. As expressões do senso comum utilizadas estão em desacordo com o conceito de calor da termodinâmica. A roupa não é “quentinha”, muito menos o frio “entra” pela janela.
A utilização das expressões “roupa é quentinha” e “para o frio não entrar” é inadequada, pois o(a)
a) roupa absorve a temperatura do corpo da pessoa, e o frio não entra pela janela, o calor é que sai por ela.
b) roupa não fornece calor por ser um isolante térmico, e o frio não entra pela janela, pois é a temperatura da sala que sai por ela.
c) roupa não é uma fonte de temperatura, e o frio não pode entrar pela janela, pois o calor está contido na sala, logo o calor é que sai por ela.
d) calor não está contido num corpo, sendo uma forma de energia em trânsito de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura.

Passo 1

O enunciado apresenta expressões do senso comum — “roupa é quentinha” e “feche a janela para o frio não entrar” — e pede escolher a alternativa correta entre quatro opções (a), (b), (c) e (d). Informações relevantes que o enunciado dá ou sugere:
  • Existem duas ideias do senso comum: (i) que a roupa “é quentinha” (como se fosse uma fonte de calor) e (ii) que o “frio entra” pela janela (como se o frio fosse uma coisa que se desloca).
  • As alternativas descrevem explicações físicas para essas expressões, cada uma com uma afirmação diferente sobre calor, temperatura e transferência de energia.
  • O objetivo é selecionar a alternativa que está correta segundo a termodinâmica.

Passo 2

Entendendo os conceitos básicos (temperatura × calor) — aula rápida e prática
  • Temperatura mede o estado térmico de um corpo: é uma propriedade que indica se um corpo está “mais quente” ou “mais frio” que outro. Escrevemos isso como, por exemplo, T_{\text{corpo}}=37^\circ\text{C} e T_{\text{sala}}=10^\circ\text{C}.
  • Calor não é uma propriedade do corpo; calor é energia em trânsito entre corpos devido a uma diferença de temperatura. Em termos simples: calor é o que flui quando há diferença de temperatura.
  • Portanto, dizer que um objeto “tem calor” é incorreto: o correto é dizer que ele tem energia interna e que calor pode ser transferido para ou de outro corpo quando há diferença de temperatura.

Passo 3

Como a transferência de calor funciona (intuição + fórmula útil)
  • A transferência de calor entre dois corpos acontece do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura até que alcancem equilíbrio térmico (mesma temperatura).
  • Para condução (caso relevante para roupa e janelas), uma relação útil é a lei de Fourier, que, em forma simplificada, diz:
\dot Q = -k A \frac{\Delta T}{\Delta x},
onde:
  • \dot Q é a taxa de calor transferido (energia por tempo),
  • k é a condutividade térmica do material (quanto maior k, mais fácil o calor passar),
  • A é a área através da qual o calor flui,
  • \Delta T = T_{\text{quente}}-T_{\text{frio}} é a diferença de temperatura,
  • \Delta x é a espessura do material.
  • Interpretação simples: materiais com pequeno k (isolantes) reduzem |\dot Q|, isto é, diminuem o fluxo de calor entre o corpo e o ambiente.

Passo 4

Aplicando isso à roupa: por que a roupa “é quentinha” no senso correto
  • A roupa normalmente é feita de materiais com baixa condutividade térmica ( k pequeno) e/ou cria uma camada de ar preso, que também é isolante. Isso reduz a taxa de perda de calor do corpo para o ambiente.
  • Logo, a roupa não “fornece calor” nem “é uma fonte de temperatura”: ela atua como isolamento que diminui |\dot Q|, mantendo a energia interna do corpo por mais tempo. Em termos práticos: sem roupa, o corpo perderia calor mais rapidamente; com roupa, a perda é mais lenta, por isso sentimos “quentinho”.
  • Exemplo numérico simples: se T_{\text{corpo}}=37^\circ\text{C} e T_{\text{sala}}=10^\circ\text{C}, a diferença \Delta T=27^\circ\text{C}. Uma roupa boa reduz k efetivo ou aumenta \Delta x (espessura), diminuindo \dot Q.

Passo 5

Explicando a expressão “o frio entra pela janela” — por que está errada e qual é a forma correta
  • “Frio” não é uma substância que entra; é uma maneira coloquial de dizer que a temperatura baixa. Fisicamente o que ocorre é que a energia térmica (calor) sai do ambiente mais quente para o mais frio.
  • Se a sala está mais quente que o exterior ( T_{\text{sala}}>T_{\text{externo}}), pela janela haverá perda de calor da sala para o exterior. Não há um agente chamado “frio” que invade; há fluxo de calor saindo.
  • Assim, a frase correta seria algo como “feche a janela para reduzir a perda de calor” ou “feche para o calor não sair”.

Passo 6

Analisando as alternativas e mostrando por que as primeiras estão incorretas
  • (a) “roupa absorve a temperatura do corpo da pessoa, e o frio não entra pela janela, o calor é que sai por ela.” — Problemas: a roupa não “absorve a temperatura” (temperatura não é algo que se absorve); a segunda parte está OK (calor sai). A primeira parte está mal formulada e enganosa.
  • (b) “roupa não fornece calor por ser um isolante térmico, e o frio não entra pela janela, pois é a temperatura da sala que sai por ela.” — Problemas: a expressão “é a temperatura da sala que sai” está errada: não “sai a temperatura”, sai energia térmica (calor). Dizer “temperatura sai” é impreciso termodinamicamente.
  • (c) “roupa não é uma fonte de temperatura, e o frio não pode entrar pela janela, pois o calor está contido na sala, logo o calor é que sai por ela.” — Problemas: afirmar que “o calor está contido na sala” é ambíguo/errado: calor não fica contido como um fluido; o que pode estar contido é energia interna ou calor acumulado anteriormente, mas a frase é confusa e mistura conceitos.
  • Observação geral: (a), (b), (c) tentam capturar parte da intuição, mas usam linguagem incorreta ou imprecisa sobre o que é calor/temperatura.

Passo 7

Por que a alternativa (d) está correta — explicação termodinâmica direta
  • A alternativa (d) diz: “calor não está contido num corpo, sendo uma forma de energia em trânsito de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura.”
  • Essa frase coincide exatamente com a definição termodinâmica de calor: calor é energia transferida por diferença de temperatura; não é uma propriedade intrínseca do corpo (como massa ou temperatura), mas um processo (energia em trânsito).
  • Além disso, a frase afirma corretamente a direção do fluxo: de maior temperatura para menor temperatura, o que é coerente com a Segunda Lei (no sentido de que, espontaneamente, calor flui nessa direção).

Passo 8

Resumo didático e dica de prova (como responder rapidamente)
  • Em prova, se aparecer frase do tipo “o frio entrou” ou “a roupa é quente”, escreva: “Errado — calor é energia em trânsito; a roupa isola e reduz a perda de calor; o que ocorre na janela é perda de calor da sala para o exterior.” Isso já aponta a ideia-chave.
  • A alternativa que resume corretamente o conceito é (d), porque define calor corretamente e dá a direção do fluxo.

Resposta

d)

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