Um aluno, ao colocar sua mão sobre o objeto 1 , tem a sensação de que o objeto está “quente” e uma aluna, ao colocar sua mão sobre o objeto 2 , tem a sensação de que ele está “frio”. O professor analisou essa situação, apresentando as seguintes afirmativas:
I. A temperatura da mão do aluno é maior que a do objeto 1 .
II. A temperatura do objeto 2 é menor que a da mão da aluna.
III. O objeto 1 transfere calor para a mão do aluno.
IV. O objeto 2 transfere frio para a mão da aluna.
Sobre as afirmativas do professor, são corretas apenas
a) I e III.
b) Ie IV.
c) II e III.
d) II e IV.

Passo 1

O enunciado dá as seguintes informações e pede para identificar quais afirmativas do professor são corretas:
  • Um aluno, ao colocar a mão sobre o objeto 1, tem a sensação de que o objeto está “quente”.
  • Uma aluna, ao colocar a mão sobre o objeto 2, tem a sensação de que o objeto está “frio”.
    As afirmativas do professor são:
    I. A temperatura da mão do aluno é maior que a do objeto 1.
    II. A temperatura do objeto 2 é menor que a da mão da aluna.
    III. O objeto 1 transfere calor para a mão do aluno.
    IV. O objeto 2 transfere frio para a mão da aluna.

Passo 2

Princípio físico básico (explicação didática): a sensação de “quente” ou “frio” ao tocar algo está ligada ao fluxo de calor entre a mão e o objeto. O calor flui espontaneamente do corpo com maior temperatura para o de menor temperatura. Em linguagem simbólica, se duas temperaturas são comparadas usamos, por exemplo, T_{A} para a temperatura do corpo A e T_{B} para a do corpo B; então o calor flui de A para B quando T_{A}>T_{B}. Aqui vou usar T_{\text{mão}}ã para a temperatura da mão e T_{obj} para a do objeto.

Passo 3

Interpretação do que significa “sentir quente”: quando a mão sente que o objeto está “quente”, isso indica que o objeto está mais quente que a mão e, portanto, há fluxo de calor do objeto para a mão. Em símbolos:
T_{obj1} > T_{\text{mão do aluno}}ã
Dessa relação segue que a mão NÃO tem temperatura maior que a do objeto 1; assim a afirmativa I ( \text{mão} > \text{objeto 1}ã) é falsa. Por outro lado, porque T_{obj1} > T_{\text{mão}}ã, o objeto 1 transfere calor para a mão, logo a afirmativa III é verdadeira. (Aqui explico passo a passo: “sentir quente” ⇒ calor entra na mão ⇒ objeto está mais quente ⇒ fluxo do objeto para a mão.)

Passo 4

Interpretação do que significa “sentir frio”: quando a mão sente que o objeto está “frio”, isso indica que o objeto está mais frio que a mão e, portanto, o calor flui da mão para o objeto. Em símbolos:
T_{obj2} < T_{\text{mão da aluna}}ã
Isso torna a afirmativa II verdadeira (pois ela afirma exatamente que a temperatura do objeto 2 é menor que a da mão da aluna).

Passo 5

Analisando a afirmativa IV: dizer que “o objeto 2 transfere frio para a mão” está incorreto do ponto de vista físico. Não existe transferência de “frio” como entidade; existe transferência de calor. No caso do objeto 2 mais frio, o que acontece é que a mão perde calor para o objeto (fluxo de calor da mão para o objeto). Portanto a afirmativa IV é falsa. Exemplo concreto para fixar: se eu encostar numa pedra fria, a pedra não me envia “frio”, ela só absorve meu calor.

Passo 6

Resumo das verdades das afirmativas com base nas análises anteriores:
  • I: falsa.
  • II: verdadeira.
  • III: verdadeira.
  • IV: falsa.
    Logo, as afirmativas corretas apenas são II e III.

Resposta

c) II e III.

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