Imagem descrita: parede de casa rural de 10 m² precisa reduzir perda térmica. Proponha e calcule um projeto…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Imagem descrita: parede de casa rural de 10 m² precisa reduzir perda térmica. Proponha e calcule um projeto com material PCM (?Hfus=200 kJ·kg?¹) e k=0,20 W·m?¹·K?¹. Dados: d=0,05 m, ?T=20 K, PCM massa=50 kg. Calcule fluxo estacionário q=kA?T/d e tempo de proteção fornecido pelo PCM (energia armazenada/ q). Discuta segurança e sustentabilidade local.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
q = k·A·?T/d = 0,20·10·20/0,05 = 800 W. Energia armazenada = m·?Hfus = 50·200 kJ = 10000 kJ = 1.0×107 J. Tempo ˜ (1.0×107 J)/(800 W) ˜12500 s ˜3,47 h. Avaliação: PCM oferece horas de inércia térmica úteis; optar por PCM não tóxico (ex.: parafina veg. neutra), origem local da matéria-prima e reciclagem reduz impacto; prever ventilação e barreira de vapor para evitar condensação; custo e durabilidade devem ser comparados com isolamento convensional (lã, EPS). Verificar estabilidade térmica e risco de fogo; usar PCM encapsulado e proteção contra umidade para segurança e vida útil.
Explicação
A solução apresentada utiliza a fórmula adequada para calcular o fluxo de calor, considerando as propriedades do material PCM e as condições específicas da parede. O cálculo do tempo de proteção é feito com base na energia armazenada, demonstrando a eficiência do PCM em prolongar a inércia térmica. Além disso, a avaliação de segurança e sustentabilidade é fundamental para garantir a viabilidade do uso do material em construções, considerando aspectos como toxicidade, origem dos materiais e durabilidade.
Raio-X da questão
fluxo térmico e PCM
avaliacao
fluxo térmico · propriedades dos materiais
Revisar cálculos de fluxo térmico e propriedades de materiais PCM.
O aluno pode confundir a fórmula do fluxo térmico e não considerar corretamente a relação entre a área e a temperatura para o cálculo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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