46- Uma carteira escolar é construída com partes de ferro e partes de madeira. Quando você toca a parte de madeira com a mão direita e a parte de ferro com a mão esquerda, embora todo o conjunto esteja em equilíbrio térmico:
a) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque o ferro conduz melhor o calor;
b) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque a convecção na madeira é mais notada que no ferro;
c) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque a convecção no ferro é mais notada que na madeira;
d) a mão direita sente menos frio que a esquerda, porque o ferro conduz melhor o calor;
a) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque o ferro conduz melhor o calor;
b) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque a convecção na madeira é mais notada que no ferro;
c) a mão direita sente mais frio que a esquerda, porque a convecção no ferro é mais notada que na madeira;
d) a mão direita sente menos frio que a esquerda, porque o ferro conduz melhor o calor;
Passo 1
O enunciado diz que tocamos a parte de madeira com a mão direita e a parte de ferro com a mão esquerda. Apesar de ambos estarem à mesma temperatura (equilíbrio térmico), a sensação tátil difere. O conteúdo aqui é condução de calor em materiais e sua relação com a sensação de “mais frio” ou “menos frio”.
Passo 2
Quando a pele toca um corpo, ocorre transferência de calor da pele (mais quente) para o corpo (mais frio) até igualar as temperaturas. A sensação de frio está ligada à rapidez com que esse calor é retirado da pele: se sai mais rápido, sentimos mais frio.
Passo 3
Pela lei de Fourier de condução de calor, a taxa de calor que flui pela troca na interface é
onde
é a condutividade térmica do material. Como o ferro tem
muito maior que a madeira, a mesma diferença de temperatura gera fluxo de calor bem maior no ferro.
Passo 4
Fluxo de calor maior significa resfriamento mais rápido da pele e, portanto, sensação de frio mais intensa. Assim, a mão que toca o ferro (esquerda) sente mais frio, e a mão que toca a madeira (direita) sente menos frio.
Resposta
d) a mão direita sente menos frio que a esquerda, porque o ferro conduz melhor o calor.