Tendo em vista a necessidade de economia de energia elétrica, os climatizadores de ar surgem como uma alternativa econômica. Esses dispositivos utilizam a evaporação da água como método de troca de calor, conforme esquematizado na figura.
O ar externo (quente) é aspirado para o interior do painel evaporativo e, em contato com a água fria, tem sua temperatura diminuída. Umidificado e mais frio, o ar é empurrado pelo ventilador ao ambiente interno. Quanto maior é a redução de temperatura produzida pelo climatizador, maior é a sua eficiência. A Tabela 1 apresenta a redução de temperatura produzida por um desses aparelhos, em função da temperatura de entrada do ar e de sua umidade relativa (UR) percentual; enquanto a Tabela 2 apresenta os valores médios de temperatura (T) e os valores da UR do ar de cinco cidades brasileiras, no mês de setembro.
Considerando os dados apresentados para o mês de setembro, em qual destas cidades o climatizador de ar é mais eficiente?
A) Barbalha.
B) Belém.
C) Cáceres.
D) Corumbá.
E) Janaúba.
Resolução em texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Geografia Física (Clima e Umidade do Ar), Física Básica (Evaporação e Trocas de Calor).
Nível da Questão: Médio
Gabarito: E (Janaúba)
Tema/Objetivo Geral (Opcional): Entender a eficiência de climatizadores evaporativos, relacionando temperatura e umidade do ar.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📌 Retomar o Comando da Questão:
“Considerando os dados apresentados para o mês de setembro, em qual destas cidades o climatizador de ar é mais eficiente?”
🔹 Explicação Detalhada:
A questão trata de climatizadores evaporativos, cuja eficiência aumenta quanto maior for a redução de temperatura do ar. Essa redução é maior em ambientes com ar mais seco (umidade relativa menor) e temperatura de entrada maior. Precisamos, portanto, identificar a cidade com maior temperatura de entrada e menor umidade relativa para obter a maior queda de temperatura.
✔ Identificação de Palavras-chave:
- “Climatizador de ar”
- “Evaporação da água”
- “Eficiência”
- “Umidade relativa (UR)”
- “Temperatura de entrada do ar”
📌 Definição do Objetivo:
Verificar, dentre as cidades listadas, qual apresenta maior potencial de redução de temperatura, levando em conta dados de temperatura e umidade relativa.
Transição para o Passo 2:
“Agora que entendemos a pergunta e o objetivo, vamos ver os conceitos envolvidos.”
Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
📌 Conceitos Teóricos Essenciais:
- Evaporação e Resfriamento Evaporativo: Em ambientes com ar seco, a água evapora mais facilmente, resfriando o ar de forma mais intensa.
- Influência da Umidade Relativa: Quanto menor a umidade do ar, maior a evaporação, e maior a queda de temperatura obtida pelo climatizador.
- Temperatura de Entrada: Uma temperatura ambiente mais alta, aliada a uma UR menor, tende a favorecer maior diferença de resfriamento.
Transição para o Passo 3:
“Compreendidos esses conceitos, vamos interpretar o texto e os dados das tabelas.”
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
📌 Análise do Contexto:
- O climatizador evaporativo retira calor do ar ao evaporar água.
- A Tabela 2 (mencionada no enunciado) mostra, para cada cidade, a temperatura (T) e a umidade relativa (UR). Precisamos relacionar esses dados com a Tabela 1, que indica quanto se reduz a temperatura em função de T e UR.
🔹 Identificação de Frases-chave:
- “Quanto maior é a redução de temperatura produzida pelo climatizador, maior é a sua eficiência.”
- “… dados de T (°C) e UR (%) para algumas cidades no mês de setembro…”
✔ Relação com os Conteúdos:
- Evaporação mais intensa = UR menor.
- Temperatura maior também favorece maior potencial de resfriamento.
- Conclusão: cidade com maior T e menor UR terá a maior redução de temperatura.
Transição para o Passo 4:
“Agora, vamos desenvolver o raciocínio para encontrar a cidade mais propícia.”
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
📌 Resolução Completa (lógica):
- Precisamos escolher a cidade em que a combinação “temperatura de entrada do ar (T)” e “umidade relativa (UR)” resulte na maior queda.
- Janaúba (MG) tem a temperatura mais alta (28,5 °C) e a umidade mais baixa (40%), se comparada às outras cidades mencionadas (que têm UR mais alta ou T menor).
- De acordo com a Tabela 1 (redução de temperatura), valores de T próximos a 28,5 °C e UR de 40% indicam uma redução de temperatura maior que em outras combinações.
🔹 Explicação da Lógica:
- Ar mais quente e menos úmido → evaporação mais eficiente → maior redução de temperatura.
- Janaúba atende melhor a esse critério do que as demais cidades.
Transição para o Passo 5:
“Agora, analisemos as alternativas e justifiquemos a resposta.”
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
📌 Reescrita das Alternativas:
A) Barbalha (CE)
B) Belém (PA)
C) Cáceres (MT)
D) Corumbá (MS)
E) Janaúba (MG)
✅ Justificativa da Alternativa Correta (E):
- Janaúba (MG) apresenta temperatura mais alta (28,5 °C) e umidade relativa mais baixa (40%), o que favorece maior resfriamento evaporativo e, portanto, maior eficiência do climatizador.
❌ Análise das Alternativas Incorretas:
- A (Barbalha): Temperatura menor e UR mais alta que Janaúba.
- B (Belém): UR muito alta (70%), reduz a eficiência.
- C (Cáceres): Temperatura não tão alta (25 °C) e UR similar (57%).
- D (Corumbá): UR de 49% e T=26 °C, menos favorável que Janaúba.
Transição para o Passo 6:
“Vamos concluir, reafirmando a resposta e resumindo o raciocínio.”
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
📌 Resumo do Raciocínio:
- Evaporação é mais eficiente em ar mais quente e mais seco. Janaúba tem a maior T (28,5 °C) e a menor UR (40%). Logo, o climatizador tem maior queda de temperatura nessa cidade.
📌 Reafirmação da Alternativa Correta:
A resposta correta é E (Janaúba).
🔍 Resumo Final:
Entre as cidades apresentadas, Janaúba (MG) possui condições de ar mais favoráveis (temperatura elevada e baixa umidade relativa) para maximizar a eficiência do climatizador evaporativo, resultando na maior redução de temperatura.
