ENEM 2024 — Questão 101: Ciências da Natureza
Resposta: alternativa E
convecção.
O conceito central da questão envolve a transferência de calor em sistemas térmicos, especialmente no contexto de aquecedores solares.
Dicas de instalação de aquecedor solar
Aquecedores solares são equipamentos utilizados para o aquecimento de água pelo calor do Sol. São compostos por coletores solares, nos quais ocorre o aquecimento da água, e por um reservatório térmico, em que é armazenada a água quente para ser utilizada posteriormente. A figura ilustra esquematicamente como funciona esse equipamento.
O processo pelo qual ocorre transferência de calor dos coletores solares para o reservatório térmico é a
Resolução comentada da questão 101 do ENEM 2024
Resolução
O conceito central da questão envolve a transferência de calor em sistemas térmicos, especialmente no contexto de aquecedores solares. No caso específico dos aquecedores solares, a água é aquecida nos coletores solares e, posteriormente, transferida para um reservatório térmico. A forma como essa transferência ocorre é crucial para entender o funcionamento do sistema.
A convecção é o processo pelo qual o calor é transferido através de um fluido (neste caso, a água) devido ao movimento desse fluido. Quando a água nos coletores solares aquece, ela se torna menos densa e sobe, enquanto a água mais fria do reservatório desce, criando um ciclo contínuo de movimentação. Esse movimento é o que permite que o calor se espalhe de maneira eficiente, aquecendo a água armazenada.
Por que as outras alternativas estão erradas
(A) A difusão refere-se ao movimento de partículas de uma região de maior concentração para uma de menor concentração. Esse processo não é o principal responsável pela transferência de calor em um aquecedor solar, pois não envolve o movimento do fluido como um todo, mas sim a movimentação de moléculas individuais.
(B) A absorção é o processo pelo qual um material retém energia, como a luz ou o calor. Embora os coletores solares absorvam a radiação solar, a pergunta se refere especificamente à transferência de calor para o reservatório, o que não é descrito apenas pela absorção.
(C) A condução é a transferência de calor através de um material sólido, onde as moléculas vibram e transferem energia térmica umas às outras. No contexto do aquecedor solar, a condução pode ocorrer nas superfícies dos coletores, mas não é o principal mecanismo de transferência de calor entre a água e o reservatório.
(D) A irradiação é a emissão de energia na forma de radiação, como a luz solar. Embora os coletores solares utilizem a irradiação solar para aquecer a água, a questão se concentra na transferência de calor da água aquecida para o reservatório, o que não é descrito por irradiação.
Conceito-chave para revisar
A questão testa o entendimento sobre mecanismos de transferência de calor, especialmente a convecção, que é fundamental em sistemas de aquecimento de fluidos. Para aprofundar seus conhecimentos, é recomendável estudar os princípios da termodinâmica e os diferentes modos de transferência de calor: condução, convecção e irradiação.
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