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Questão do ENEM 2025

Ciências da Natureza · habilidade 23Reaplicação · Caderno Amarelo · Questão 112

O calor não flui espontaneamente de uma fonte fria para uma fonte quente, mas, em um refrigerador, às custas da realização de trabalho externo sobre um gás, isso é possível. Na operação de um refrigerador, um compressor realiza trabalho sobre um gás por um processo cíclico, no qual o gás transporta calor de uma fonte fria para um reservatório mais quente. A qualidade de um refrigerador se mede pelo coeficiente de performance (COP), dado por:

COP=T1(T2−T1)\mathrm{COP} = \dfrac{T_1}{(T_2 - T_1)}

em que T2T_2 é a temperatura absoluta do gás em contato com o reservatório quente que vai receber o calor da fonte fria, e T1T_1 é a temperatura absoluta do gás em contato com a fonte fria.

Suponha o funcionamento de um refrigerador doméstico (freezer) que apresenta um COP de 5,0 e a temperatura da fonte fria igual a T1=−10T_1 = -10 °C.

A temperatura do gás no dissipador de calor, em kelvin, será mais próxima de

  1. Alternativa A: 658 K.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. O valor não resulta da aplicação correta da fórmula do COP com a temperatura absoluta da fonte fria, que é cerca de 263 K. Um gás dissipador de um freezer doméstico a quase 660 K seria incompatível com o funcionamento de um refrigerador comum.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  2. Alternativa B: 316 K. gabarito
    Justificativa

    Esta alternativa está correta. A fórmula exige temperatura absoluta, então T1=−10+273=263T_1 = -10 + 273 = 263 K. Com COP=5,0\mathrm{COP} = 5{,}0, vem 5,0=263T2−2635{,}0 = \frac{263}{T_2 - 263}, logo T2−263=52,6T_2 - 263 = 52{,}6 e T2≈316T_2 \approx 316 K, valor mais próximo desta alternativa.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  3. Alternativa C: 261 K.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. O valor corresponde a uma conversão de temperatura feita sobre um resultado já incorreto, obtido ao usar −10-10 °C diretamente na fórmula. Além disso, como o gás precisa estar mais quente que a fonte fria para liberar calor, T2T_2 tem de ser maior que 263 K.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  4. Alternativa D: 53 K.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. O valor de cerca de 53 K é a diferença T2−T1=2635,0T_2 - T_1 = \frac{263}{5{,}0}, e não a temperatura T2T_2. Quem para aí esquece de somar T1T_1 ao resultado.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  5. Alternativa E: −12 K.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Este valor surge ao usar T1=−10T_1 = -10 diretamente na fórmula, em graus Celsius, o que dá T2=−12T_2 = -12. Temperatura absoluta em kelvin não pode ser negativa, e a fórmula do COP só vale com temperaturas absolutas.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

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Fonte e auditoria
Código INEP
126558
Código da prova
1570
Arquivo do PDF
2025_PV_impresso_D6_CD5.pdf