1 { }^{\text {a }} ) Para a instalação de um aparelho de ar-condicionado, é sugerido que ele seja colocado na parte superior da parede do cômodo, pois a maioria dos fluidos (líquidos e gases), quando aquecidos, sofrem expansão, tendo sua densidade diminuída e sofrendo um deslocamento ascendente. Por sua vez, quando são resfriados, tornam-se mais densos e sofrem um deslocamento descendente.
A sugestão apresentada no texto minimiza o consumo de energia, porque
a) diminui a umidade do ar dentro do cômodo.
b) aumenta a taxa de condução térmica para fora do cômodo.
c) torna mais fácil o escoamento da água para fora do cômodo.
d) facilita a circulação das correntes de ar frio e quente dentro do cômodo.
e) diminui a taxa de emissão de calor por parte do aparelho para dentro do cômodo.

Passo 1

O enunciado nos dá a seguinte informação: quando um fluido (ar, por exemplo) é aquecido ele se expande, sua densidade diminui e ele tende a subir; quando é resfriado, sua densidade aumenta e ele tende a descer. O conselho prático é colocar o aparelho de ar‑condicionado na parte superior da parede do cômodo. A pergunta é: por que essa sugestão minimiza o consumo de energia? O enunciado oferece cinco alternativas (a) a (e) e pede que escolhamos a explicação correta.

Passo 2

Primeiro vamos entender, passo a passo, a física simples por trás da ideia (sem pressupor que você já saiba):
  • Densidade: é a “massa por volume” de um fluido. Quando a mesma quantidade de ar ocupa um volume maior (expansão térmica), a densidade fica menor. Quando o ar fica mais frio, ocupa menos volume e sua densidade fica maior.
  • Força de empuxo / comportamento ao variar a densidade: num campo gravitacional, uma porção de fluido menos densa sobe em relação a fluidos mais densos ao redor (é a mesma ideia do que faz um balão de ar quente subir). Para ar no cômodo: ar quente sobe, ar frio desce.
  • Correntes convectivas naturais: quando há aquecimento e resfriamento em pontos diferentes do mesmo volume de ar, formam‑se “células” de circulação — ar quente sobe, é substituído por ar frio que desce, o ar quente pode ser levado até a região de resfriamento, e assim por diante. Esse movimento espontâneo do ar é o que chamamos de convecção natural.
Agora: o ar‑condicionado produz ar mais frio (retira calor do ambiente) e, com a colocação correta, pode tirar proveito dessas correntes naturais.

Passo 3

Como a posição do aparelho influencia o trabalho que ele precisa fazer?
  • Se o aparelho é colocado no alto da parede, ele coloca ar frio na parte de cima (ou retira ar quente que está no alto). O ar que fica frio tende naturalmente a descer, criando um fluxo descendente de ar frio e um fluxo ascendente de ar quente em direção ao aparelho. Assim, o ar quente sobe até o aparelho, é resfriado, desce novamente — forma‑se uma circulação eficiente que renova todo o volume de ar do cômodo.
  • Esse ciclo natural reduz a necessidade do aparelho forçar a mistura do ar por ventoinhas potentes ou de trabalhar continuamente para puxar ar quente de cantos baixos: a gravidade e a diferença de densidade já ajudam no transporte do ar quente até a unidade e do ar frio até os ocupantes do cômodo.
  • Em termos práticos de consumo de energia: se o aparelho aproveita a convecção natural, o compressor e os ventiladores não precisam trabalhar tanto para produzir sensação de frio uniforme; portanto, consumo de energia tende a ser menor para atingir o mesmo conforto térmico.

Passo 4

Exemplos concretos e intuição prática (para você lembrar na prova):
  • Imagine um aquecedor no chão: ele aquece o ar perto do piso; esse ar quente sobe e, se não houver circulação, o topo do cômodo fica quente e a parte baixa fria — o aquecedor precisa trabalhar mais para manter temperatura percebida confortável. O mesmo raciocínio ao contrário vale para o ar‑condicionado: colocar a saída de ar frio onde ele naturalmente desce garante melhor distribuição.
  • Outro exemplo: se o aparelho fosse colocado muito baixo, o ar frio tenderia a ficar no piso; para resfriar o ar do topo (onde o calor se acumula), seria preciso mais sopro e tempo, gastando mais energia.

Passo 5

Agora vou analisar as alternativas do enunciado e explicar por que algumas NÃO justificam a redução de consumo (cada explicação curta e direta):
  • a) “diminui a umidade do ar dentro do cômodo.”
    Explicação: a posição do aparelho na parede não causa necessariamente redução de umidade. A desumidificação depende do ciclo frigorífico do aparelho (condensação), não da altura em que ele é instalado. Portanto essa alternativa não responde por que se minimiza o consumo.
  • b) “aumenta a taxa de condução térmica para fora do cômodo.”
    Explicação: condução térmica é transferência de calor por contato através de materiais (paredes, janela). A posição do aparelho na parede não altera significantemente a condutividade das paredes; o que muda é a circulação do ar (convecção), não a condução. Logo essa alternativa é inadequada.
  • c) “torna mais fácil o escoamento da água para fora do cômodo.”
    Explicação: o escoamento de condensado do aparelho pode depender de inclinação/tubulação, mas o enunciado relaciona a altura com economia de energia por causa do comportamento do ar quente/frio, não por drenagem de água. Mesmo que drenagem seja prática, não é o mecanismo que reduz consumo elétrico mencionado.
  • e) “diminui a taxa de emissão de calor por parte do aparelho para dentro do cômodo.”
    Explicação: o aparelho sempre libera algum calor (calor dissipado pelo motor, troca para o exterior etc.), e a posição não reduz a emissão interna de calor gerada pelo ciclo; o que muda é a eficiência de distribuição do ar frio. Portanto essa alternativa também não explica a economia descrita.

Passo 6

Retomando a explicação física: o ponto-chave do enunciado é que ar quente sobe e ar frio desce. Colocar o aparelho no topo tira proveito dessa tendência natural para estabelecer uma circulação (o ar frio desce para os ocupantes e o ar quente sobe até ser resfriado), o que melhora a distribuição do ar frio com menos esforço do equipamento. Entre as alternativas, a que corresponde a essa explicação física é a que menciona a facilitação da circulação das correntes de ar frio e quente dentro do cômodo.

Resposta

d) facilita a circulação das correntes de ar frio e quente dentro do cômodo.

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