Enunciado

Considere duas xícaras de café idênticas, uma sem açúcar e outra cheia de açúcar no fundo. Inicialmente, ambas estão na mesma temperatura. Se forem deixadas dessa forma, qual xícara de café esfriará mais rápido?

Passo 1

Para entender o mecanismo de transferência de calor e dizer qual esfriará mais rápido devemos pensar quais são as resistências envolvidas em cada processo. Para a primeira xícara de café (sem açúcar), teremos transferência de calor apenas pela convecção natural do café. Tudo bem?

Passo 2

Vamos agora para a segunda xícara (com açúcar no fundo). Neste caso, teremos a convecção natural do café e, também a condução de calor através da camada de açúcar. Devemos agora avaliar se a camada de açúcar favorece ou atrapalha a transferência de calor.

Passo 3

O açúcar é um composto formado por ligações covalentes. Materiais com essa característica são conhecidos por serem bons isolantes. Então, é certo afirmar que o açúcar é um isolante e dificulta a transferência de calor. Certo?

Por esse motivo, a troca de calor na segunda xícara possui uma intensidade menor em relação à primeira e, por isso esfriará mais devagar.

Resposta

A xícara sem açúcar esfriará mais rápido.

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