Questão 103 do ENEM 2020 — Física
Em um manual de instruções de uma geladeira, constam as seguintes recomendações: • Mantenha a porta de seu refrigerador aberta apenas o tempo necessário; • É importante não obstruir a circulação do ar com a má distribuição dos alimentos nas prateleiras; • Deixe um espaço de, no mínimo, 5 cm entre a parte traseira do produto (dissipador serpentinado) e a parede. Com base nos princípios da termodinâmica, as justificativas para essas recomendações são, respectivamente:
Resolução comentada
A questão pede a justificativa termodinâmica para três recomendações de uso da geladeira. O conceito é o dos processos de transferência de calor (condução, convecção e irradiação) e do funcionamento de uma máquina térmica refrigeradora.
A geladeira retira calor do interior e o libera no ambiente, por isso o fluxo espontâneo de calor é sempre do mais quente para o mais frio. O que se chama de "frio" é apenas a ausência de calor: não existe energia de "frio" que saia pela porta. O que entra é calor do ambiente.
Analisando as três recomendações:
- Porta aberta só o tempo necessário: reduz o fluxo de calor do ambiente para o interior do refrigerador, que o compressor teria de retirar novamente.
- Não obstruir a circulação do ar entre os alimentos: o ar frio, mais denso, desce e o ar mais quente sobe, formando correntes de convecção que uniformizam a temperatura interna.
- Espaço atrás do dissipador serpentinado: a serpentina libera ao ambiente o calor retirado de dentro, e a distância da parede permite que o ar circule e troque calor com o dissipador.
A resposta é a sequência: reduzir o fluxo de calor do ambiente para o interior, garantir a convecção do ar interno e permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente. As demais sequências erram ao falar em "saída de frio", ao trocar a convecção por "transmissão do frio entre os alimentos" (o frio não se transmite, e o mecanismo é a convecção do ar) ou ao dizer que o espaço serve para isolamento térmico, quando sua função é justamente facilitar a dissipação de calor.