Um estudante caminha descalço em um dia em que a temperatura ambiente é de 28 °C. Em
um certo ponto, o piso de cerâmica muda para um assoalho de madeira, estando ambos em
equilíbrio térmico. A criança tem então a sensação de que a cerâmica estava mais fria que a
madeira. Explique por que isso ocorre?
Soluções para a tarefa
Observação: A sensação térmica depende das trocas de calor entre os sistemas envolvidos, que por sua vez depende das respectivas condutividades. Logo, a cerâmica possui maior condutividade.
Resposta:
Um estudante caminha descalço em um dia em que a temperatura ambiente é de 28 ºC. Em um certo ponto, o piso de cerâmica muda para um assoalho de madeira, estando ambos em equilíbrio térmico. A criança tem então a sensação de que a cerâmica estava mais fria que a madeira. Refletindo um pouco, ela conclui corretamente que:
a) a sensação de que as temperaturas são diferentes de fato representa a realidade física, uma vez que a cerâmica tem uma capacidade calorífica menor que a madeira.
b) a sensação de que as temperaturas são diferentes não representa a realidade física, uma vez que a cerâmica tem uma capacidade calorífica menor que a madeira.
c) a sensação de que as temperaturas são diferentes de fato representa a realidade física, uma vez que a condutividade térmica da cerâmica é maior que a da madeira.
d) a sensação de que as temperaturas são diferentes não representa a realidade física, uma vez que a condutividade térmica da cerâmica é maior que a da madeira.
e) não há elementos físicos suficientes para afirmar se a sensação térmica corresponde ou não à realidade, uma vez que para tanto seria necessário saber os calores específicos da cerâmica, da madeira e também da pele humana.
Estou trazendo as alternativas dessa questão, que caiu na Olimpíada Brasileira de Física.
Gabarito C
Explicação:
Bom, quando estamos diante de dois corpos, inseridos no mesmo meio e submetidos às mesmas pressões, podemos afirmar que possuem a mesma energia térmica (temperatura). Quando inserimos dois corpos no meio meio, tenderão a alcançar o equilíbrio térmico. Como? Aquele corpo detentor da maior temperatura, transmitira seu calor para o de menor.
Sendo assim, podemos afirmar que a cerâmica e a madeira possuem a mesma temperatura. A sensação de que é mais "gelada" ocorre porque seu nível de condutividade térmica é maior do que o da madeira. Isso significa que, ao pisarmos sobre a cerâmica, o fluxo de calor que ocorrerá entre nosso corpo (temperatura mais elevada) e a cerâmica (menor) será maior e mais rápido, ou seja, estaremos cedendo mais calor à cerâmica, do que à madeira. O mesmo caso pode ser exemplificado pela lata de refrigerante e pela garrafa plástica, ambas com a mesma temperatura e submetidas ao mesmo meio (geladeira). Obviamente, a sensação de que a lata está mais "fria" é maior.
Infelizmente, o gabarito acaba tendo um erro, pois afirma algo incorreto, mas justifica corretamente: a sensação de que as temperaturas são diferentes NÃO É UMA REALIDADE FÍSICA!
Valeu
