Questão 130 do ENEM 2020 — Física
Herschel, em 1880, começou a escrever sobre a condensação da luz solar no foco de uma lente e queria verificar de que maneira os raios coloridos contribuem para o aquecimento. Para isso, ele projetou sobre um anteparo o espectro solar obtido com um prisma, colocou termômetros nas diversas faixas de cores e verificou nos dados obtidos que um dos termômetros iluminados indicou um aumento de temperatura maior para uma determinada faixa de frequências.
SAYURI, M.; GASPAR, M. B. Infravermelho na sala de aula. Disponível em: www.cienciamao.usp.br. Acesso em: 15 ago. 2016 (adaptado).
Para verificar a hipótese de Herschel, um estudante montou o dispositivo apresentado na figura. Nesse aparato, cinco recipientes contendo água, à mesma temperatura inicial, e separados por um material isolante térmico e refletor são posicionados lado a lado (A, B, C, D e E) no interior de uma caixa de material isolante térmico e opaco. A luz solar, ao entrar na caixa, atravessa o prisma e incide sobre os recipientes. O estudante aguarda até que ocorra o aumento da temperatura e a afere em cada recipiente.
Em qual dos recipientes a água terá maior temperatura ao final do experimento?
Resolução comentada
Herschel queria testar justamente a hipótese de que o aquecimento continuaria aumentando além da luz vermelha visível, numa faixa invisível — o que hoje chamamos de radiação infravermelha. O experimento confirma essa hipótese: o recipiente posicionado além do vermelho, fora do espectro visível, é o que recebe mais energia térmica e por isso atinge a maior temperatura.
Seria tentador apostar no recipiente correspondente à luz vermelha (extremo visível do espectro) como o mais quente, já que o aquecimento cresce do violeta para o vermelho; mas a grande descoberta do experimento de Herschel é justamente que esse aquecimento não para no vermelho — ele continua crescendo na região invisível logo depois, tornando esse ponto ainda mais quente que qualquer cor visível.