Projete e descreva um experimento para determinar a eficiência térmica de um secador de cabelo nominal P =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Projete e descreva um experimento para determinar a eficiência térmica de um secador de cabelo nominal P = 1800 W. Indique instrumentos, medições a fazer, equações e apresente cálculo modelo com os seguintes dados hipotéticos: fluxo volumétrico de ar 0,03 m³/s, densidade do ar ? = 1,2 kg/m³, capacidade térmica c_ar = 1005 J/(kg·K), ?T observado = 40 K em t = 5 min. Considere g = 10 m/s² apenas se necessário.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Procedimento: medir fluxo volumétrico (anemômetro ou folha de papel) e ?T com termômetros; cronometrar t. Cálculos modelo: massa de ar aquecida m = ?·V = ?·(Q?·t) = 1,2·(0,03·300) = 10,8 kg. Energia térmica absorvida Q = m·c_ar·?T = 10,8·1005·40 ˜ 434160 J. Energia elétrica fornecida E_el = P·t = 1800·300 = 540000 J. Eficiência ? = Q/E_el ˜ 434160/540000 ˜ 0,804 ˜ 80,4%. Relatório: apresentar incertezas nas medições (± nas leituras de fluxo e temperatura), calcular propagação de erro em Q e ?, plotar gráfico ?T versus tempo e tabela com medições. Discutir perdas (radiação, condução, aquecimento do aparelho) e procedimentos para reduzir erros (medir fluxo em várias posições, isolar amostra de ar).
Explicação
O experimento descrito utiliza medições diretas de fluxo de ar e variação de temperatura para calcular a eficiência térmica do secador, aplicando conceitos de termodinâmica. Os cálculos são fundamentados em equações que relacionam massa, energia térmica e energia elétrica, permitindo a comparação entre a energia utilizada e a energia absorvida. A inclusão de incertezas e discussão sobre perdas potenciais demonstra uma abordagem crítica e rigorosa na análise dos resultados obtidos.
Raio-X da questão
eficiência térmica
avaliacao
eficiência térmica · termodinâmica básica
Revisar conceitos de eficiência térmica e cálculos relacionados.
O aluno pode confundir a eficiência térmica com a potência do secador, não considerando corretamente as relações entre energia térmica e trabalho realizado.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- DISSERTATIVA — Proponha um procedimento experimental para determinar a eficiência energética (? ou COP) de um…
- Descreva um procedimento experimental, com equações e medidas necessárias, para determinar a eficiência energética de um…
- Você mediu experimentalmente um ventilador de teto: potência elétrica P_in = 60,0 W durante t = 10,0 min; trabalho…
- Experimento: um manequim com área A = 0,50 m² mantém ?T = T_skin-T_ar = 10 K. Mediu-se potência perdida por convecção…
- Descreva um procedimento experimental e o modelo físico para quantificar como a umidade relativa do ar altera a sensação…
- (Dissertativa) Projete um procedimento experimental para determinar a condutividade térmica k de uma barra cilíndrica…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog