Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório

Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior.

O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá

A) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico.

B) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura mais alta que a de alumínio.

C) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que a de alumínio.

D) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a de plástico.

E) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de temperatura.

Solução

Após algumas horas no mesmo ambiente, a temperatura das bandejas tenderá a se equilibrar com a temperatura do ambiente, assim as bandejas terão a mesma temperatura final.

Entretanto, como o alumínio possui maior condutividade térmica, ao entrar em contato com as mãos do aluno, a bandeja deste material trocará calor com as mãos de forma mais rápida que a bandeja de plástico. Como as mãos estão em temperatura mais elevada do que o ambiente, as mãos perdem calor para a bandeja de alumínio mais rapidamente do que a bandeja de plástico, causando a sensação de que a bandeja de alumínio está mais fria.

Com o gelo, o mesmo fenômeno ocorre, tanto a bandeja de alumínio quanto a bandeja de plástico trocam calor com o gelo, entretanto, por sua maior condutividade térmica, a bandeja de alumínio transfere calor mais rapidamente que a bandeja de plástico, de modo que o gelo derreta mais rápido na bandeja de alumínio.

Alternativa A