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Física2ª sérieBNCC EM13CNT102Média⏱ medio

Em uma casa na região Norte, duas paredes de área A = 10 m² e espessura d = 0,20 m têm ?T = 15 K. Concreto k =…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT102

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 na região Norte, duas paredes de área A = 10 m² e espessura d = 0,20 m têm ?T = 15 K. Concreto k = 1,4 W/m·K; tijolo k = 0,6 W/m·K. Calcule a taxa de condução Q? = k·A·?T/d e indique qual parede transmite menos calor por segundo.

  1. A) Concreto 450 W, tijolo 1050 W
  2. B) Ambas transmitem igual: 750 W
  3. C) Parede de tijolo: 450 W (transmite menos)
  4. D) Parede de concreto: 1050 W (transmite menos)
  5. E) Nenhuma transmite calor por condução (isolantes perfeitos)

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

  1. Identifique os dados. A = 10 m², d = 0,20 m, delta T = 15 K, k do concreto = 1,4 W/m·K e k do tijolo = 0,6 W/m·K. Todas as grandezas já estão no SI, então não é preciso converter unidades. Passo 2: Calcule a taxa para o concreto: Q = k·A·delta T/d = 1,4 × 10 × 15 / 0,20 = 210 / 0,20 = 1050 W. Passo 3: Calcule a taxa para o tijolo: Q = 0,6 × 10 × 15 / 0,20 = 90 / 0,20 = 450 W. Passo 4: Compare. A taxa de condução é diretamente proporcional à condutividade k e inversamente proporcional à espessura d. Como as paredes têm mesma área, espessura e diferença de temperatura, a de menor k, o tijolo, transmite menos calor: 450 W por segundo. Passo 5: Conclusão. A alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A troca os valores de cada parede, o que inverte a relação entre condutividade e fluxo de calor. A alternativa B supõe que as duas paredes transmitem igual, ignorando as diferentes condutividades. A alternativa D tem o valor certo para o concreto, mas conclui erradamente que ele transmite menos, quando na verdade transmite mais. A alternativa E é falsa, pois nenhum material é isolante perfeito e há condução sempre que existe diferença de temperatura e k finito.

💡 Dica: Calcule Q para cada parede e compare os resultados.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Inverte a relação entre condutividade e fluxo de calor, associando o concreto (maior k) a menor transmissão, ou troca os resultados ao aplicar a fórmula.

B Erradaerro: Conceitual

Supõe que, por terem mesma área, espessura e diferença de temperatura, as paredes transmitem o mesmo calor, ignorando o k. O valor 750 W é a média aritmética de 1050 e 450.

C Correta

Correto: tijolo Q? = 0,6·10·15/0,2 = 450 W, menor que 1050 W do concreto.

D Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

Calcula corretamente 1050 W para o concreto, mas interpreta que o maior fluxo indica que a parede transmite menos calor, invertendo a pergunta.

Por que engana: Confundir os valores de k e calcular a taxa de condução de calor incorretamente, levando a uma conclusão errada sobre qual parede transmite menos calor.

E Erradaerro: Senso comum

Acredita que paredes de casa são isolantes perfeitos e, por isso, não conduzem calor, usando a intuição do dia a dia em vez da condutividade térmica finita dos materiais.

Raio-X da questão

Dificuldade Média
Leitura alto
Discriminação alto
Peso pedagógico alto
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade multipla
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio
🎯 Conceito central

taxa de condução de calor

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

taxa de condução de calor · cálculo de potência térmica

📚 Reveja

Revisar a fórmula da condução de calor e suas variáveis.

⚠️ Erro mais comum

Confundir os valores de k e calcular a taxa de condução de calor incorretamente, levando a uma conclusão errada sobre qual parede transmite menos calor.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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