A tirinha ilustra esquimós dentro de um iglu, habitação de formato hemisférico construída durante o inverno a partir de neve ou blocos de gelo. Essa estrutura de construção se justifica pelo fato de esse povo habitar as regiões mais setentrionais da Groenlândia, Canadá e Alasca.
LAERTE. Disponível em: https://artedafisicapibid.blogspot.com.
Acesso em: 4 dez. 2021 (adaptado).
Na tirinha, a geladeira é necessária para fazer gelo porque
A) a temperatura interna do iglu é maior que a de solidificação da água.
B) a umidade dentro do iglu dificulta o processo de mudança de fase da água.
C) o ar dentro do iglu é isolante térmico, dificultando a perda de calor pela água.
D) a temperatura uniforme no interior do iglu impede as correntes de convecção.
E) a pressão do ar no interior do iglu é baixa, dificultando a solidificação da água.
Resolução em texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
- Física: Transferência de calor e mudanças de estado físico.
- Interpretação de texto e análise contextual.
Nível da Questão: Médio
Gabarito: A
1º Passo: Análise do Comando e Definição do Objetivo
comando da questão: O comando da questão exige que se analise a justificativa científica para o uso da geladeira em um iglu, considerando as características térmicas internas dessa estrutura.
Palavras-chave:
- “Temperatura interna do iglu”
- “Solidificação da água”
- “Processo de mudança de fase”
Objetivo: Identificar a relação entre a temperatura interna do iglu e a necessidade da geladeira para a produção de gelo, com base no conceito de calor e mudanças de estado físico.
Dica Geral:
⚠️ Preste atenção às propriedades térmicas do iglu e como elas podem influenciar o comportamento da água em diferentes estados físicos. Lembre-se de que a temperatura interna de um iglu pode ser superior ao ponto de congelamento da água.
2º Passo: Tradução e Interpretação do Texto
A tirinha apresenta um contexto humorístico em que uma geladeira é utilizada para produzir gelo dentro de um iglu. Isso ocorre porque a temperatura interna do iglu, apesar de ser muito fria, ainda é maior do que a necessária para a solidificação da água (0°C). O humor está na ideia de que, mesmo em um local tão gelado, ainda é preciso uma geladeira para fabricar gelo.
Conclusão parcial:
A temperatura dentro do iglu é insuficiente para congelar a água, justificando o uso da geladeira.
3º Passo: Explicação de Conceitos Necessários
1. Transferência de Calor:
- O iglu é construído de neve ou gelo, que são bons isolantes térmicos. Isso significa que ele mantém uma temperatura interna constante, que é mais alta do que a temperatura externa.
2. Temperatura de Solidificação da Água:
- A água se solidifica a 0°C (em condições normais de pressão). No interior de um iglu, a temperatura costuma ser mais alta que esse ponto devido ao calor corporal das pessoas e ao isolamento térmico oferecido pelo gelo.
3. Isolamento Térmico:
- A estrutura do iglu impede grandes trocas de calor com o ambiente externo, mantendo a temperatura interna relativamente confortável (entre -7°C e 5°C).
4º Passo: Análise das Alternativas
A) A temperatura interna do iglu é maior que a de solidificação da água.
- Correta. A temperatura dentro do iglu não é suficientemente baixa para congelar a água, o que explica a necessidade da geladeira.
B) A umidade dentro do iglu dificulta o processo de mudança de fase da água.
- Incorreta. A umidade não é o principal fator que influencia a mudança de fase da água, mas sim a temperatura.
C) O ar dentro do iglu é isolante térmico, dificultando a perda de calor pela água.
- Incorreta. O isolamento térmico do ar no iglu afeta a temperatura interna, mas não dificulta diretamente a perda de calor da água.
D) A temperatura uniforme no interior do iglu impede as correntes de convecção.
- Incorreta. A uniformidade térmica no iglu não impede a formação de correntes de convecção, mas isso não está relacionado ao processo de solidificação da água.
E) A pressão do ar no interior do iglu é baixa, dificultando a solidificação da água.
- Incorreta. A pressão dentro do iglu é aproximadamente a pressão atmosférica normal e não influencia a solidificação da água.
Dica Geral:
⚠️ Lembre-se de que a mudança de fase da água depende diretamente da temperatura e da pressão. Em ambientes frios mas isolados, como o iglu, a temperatura interna pode ser maior que a externa, influenciando o estado da água.
5º Passo: Conclusão e Justificativa Final
Conclusão:
A alternativa correta é A. A temperatura interna do iglu é maior do que o ponto de solidificação da água, justificando o uso da geladeira para produzir gelo.
Resumo Final:
No contexto da tirinha, o uso da geladeira é necessário porque, apesar de o iglu ser uma estrutura fria, sua temperatura interna não atinge os 0°C necessários para congelar a água. Isso demonstra como o isolamento térmico afeta o equilíbrio térmico no interior do iglu.
