Em uma casa, a temperatura interna é de 22°C e a externa é de 35°C. Qual é a quantidade de calor (Q) que deve…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma casa, a temperatura interna é de 22°C e a externa é de 35°C. Qual é a quantidade de calor (Q) que deve ser removida para manter a casa a 22°C, considerando a área das paredes de 100 m² e uma diferença de temperatura de 13°C? Use a fórmula Q = U·A·?T, onde U = 0,5 W/m²·K.
- A) 650 W
- B) 650 J
- C) 1300 W
- D) 1300 J
- E) 500 W
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identificar os dados do enunciado. U = 0,5 W/m²·K, A = 100 m² e a diferença de temperatura ΔT = 13 °C (ou 13 K, pois a variação em kelvin é igual à variação em graus Celsius). Passo 2: Aplicar a fórmula Q = U·A·ΔT. Passo 3: Calcular Q = 0,5 × 100 × 13 = 50 × 13 = 650. Passo 4: Verificar as unidades. W/m²·K × m² × K resulta em W, então o resultado é 650 W, que é a alternativa A. Passo 5: Analisar as demais. A alternativa B (650 J) tem o valor numérico certo, mas J é unidade de energia, enquanto a fórmula fornece W, que é taxa de transferência de calor (energia por segundo). A alternativa C (1300 W) é o dobro do valor correto e a D (1300 J) também dobra o valor e usa a unidade errada. A alternativa E (500 W) não corresponde a nenhum produto correto dos dados, pois seria preciso usar ΔT de cerca de 10 °C. O gabarito oficial está correto.
💡 Dica: Substitua U, A e ΔT na fórmula e confira as unidades do resultado.
Alternativa por alternativa
O cálculo fornece a taxa de transferência de calor: Q = 0,5 × 100 × 13 = 650. Como U está em W/m²·K, o resultado é expresso em watts.
O aluno calculou o valor numérico corretamente, mas associou o resultado à unidade joule, achando que a quantidade de calor é sempre medida em J. Não percebeu que a fórmula com W/m²·K fornece uma taxa, em watts.
Por que engana: O aluno pode confundir a unidade de potência (W) com a de energia (J) ou substituir incorretamente a diferença de temperatura na fórmula.
O aluno calculou o produto com um erro de multiplicação ou de procedimento, obtendo o dobro do valor correto (1300). Possivelmente multiplicou por 2 sem justificativa, como se houvesse duas paredes ou dois lados da casa.
O aluno repetiu o erro de dobrar o resultado (1300) e também trocou a unidade por J, confundindo taxa de calor com energia.
O aluno errou o cálculo do produto ou usou um valor incorreto de ΔT (por exemplo, aproximando a diferença para cerca de 10 °C), obtendo 500 W em vez de 650 W.
Raio-X da questão
Transferência de calor por paredes
avaliacao
Multiplicação de grandezas físicas · Unidades de potência térmica
Revise o cálculo do fluxo de calor e a relação entre condutância térmica, área e diferença de temperatura.
O aluno pode confundir a unidade de potência (W) com a de energia (J) ou substituir incorretamente a diferença de temperatura na fórmula.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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