Questão 115 do ENEM 2021 de Ciências da Natureza

Na montagem de uma cozinha para um restaurante, a escolha do material correto para as panelas é importante, pois a panela que conduz mais calor é capaz de cozinhar os alimentos mais rapidamente e, com isso, há economia de gás. A taxa de condução do calor depende da condutividade $k$ do material, de sua área $A$, da diferença de temperatura $\Delta T$ e da espessura $d$ do material, sendo dada pela relação $\frac{\Delta Q}{\Delta t}=k A \frac{\Delta T}{d}$. Em panelas com dois materiais, a taxa de condução é dada por $\frac{\Delta Q}{\Delta t}=A \frac{\Delta T}{\frac{d_{1}}{k_{1}}+\frac{d_{2}}{k_{2}}}$, em que $d_{1}$ e $d_{2}$ são as espessuras dos dois materiais, e $k_{1}$ e $k_{2}$ são as condutividades de cada material. Os materiais mais comuns no mercado para panelas são o alumínio ( $k=20\mathrm{~W}/\mathrm{m}\mathrm{K}$ ), o ferro ( $k=8\mathrm{~W}/\mathrm{m}\mathrm{K}$ ) e o aço ( $k=5\mathrm{~W}/\mathrm{m}\mathrm{K}$ ) combinado com o cobre ( $k=40\mathrm{~W}/\mathrm{m}\mathrm{K}$ ).

Compara-se uma panela de ferro, uma de alumínio e uma composta de $\frac{1}{2}$ da espessura em cobre e $\frac{1}{2}$ da espessura em aço, todas com a mesma espessura total e com a mesma área de fundo.