Questão 39 do ENEM 2009 (Ciências da Natureza)

Question

A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos períodos. A figura apresentada ilustra o processo cíclico de funcionamento de uma geladeira, em que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira.
Disponível em: http://home.howstuffworks.com. Acesso em: 19 out. 2008 (adaptado).

Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira,

A) a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte interna da geladeira.
B) o calor flui de forma não-espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da geladeira.
C) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira.
D) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for o seu compartimento interno.
E) a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu consumo de energia.

Accepted Answer

Alternativa B: o calor flui de forma não-espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da geladeira.

Uma geladeira retira calor do compartimento interno (mais frio) e o transfere para o ambiente externo (mais quente); como o calor não flui espontaneamente do frio para o quente, esse processo exige trabalho externo (o compressor), sendo, portanto, não espontâneo — essa é a alternativa correta, de acordo com a segunda lei da termodinâmica. As demais erram ao inverter o papel da expansão e compressão do gás, ao igualar incorretamente o calor cedido ao calor retirado (na verdade o calor cedido é maior, pois inclui o trabalho do compressor), ou ao propor que um isolamento pior aumentaria a eficiência, ou que abrir a porta economizaria energia, quando na verdade a energia se dissipa. O conceito central é a segunda lei da termodinâmica aplicada a máquinas frigoríficas.

Questão 39 do ENEM 2009

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