Gráfico textual: durante uma soldagem uma chapa de massa m = 5,0 kg tem T(t) que aumenta linearmente de 20 °C…
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
Gráfico textual: durante uma soldagem uma chapa de massa m = 5,0 kg tem T(t) que aumenta linearmente de 20 °C (t=0) a 320 °C (t=10 s) e depois cai linearmente para 80 °C em t=40 s. Com c = 460 J/(kg·K), calcule: (a) energia absorvida no aquecimento; (b) potência média durante os 10 s; (c) potência média de resfriamento nos 30 s; discuta riscos térmicos e medidas de segurança.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
?T_aquec = 320-20 = 300 K. Q_aquec = m·c·?T = 5,0·460·300 = 690000 J. P_aquec = Q/t = 690000/10 = 6,9×10^4 W. ?T_resf = 320-80 = 240 K. Q_resf = 5,0·460·240 = 552000 J. P_resf = 552000/30 = 1,84×10^4 W. Riscos: superfície muito quente e energia armazenada podem causar queimaduras; medidas: EPI térmico (luvas isolantes), barreiras/escudos, sensores de temperatura, sinalização e tempo de resfriamento antes de contato direto.
Explicação
A energia absorvida no aquecimento é calculada pela variação de temperatura multiplicada pela massa e pela capacidade térmica, resultando em um valor significativo que indica a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura da chapa. A potência média durante o aquecimento e o resfriamento é obtida dividindo a energia total pelo tempo correspondente, refletindo a taxa de transferência de calor. A discussão sobre riscos térmicos e medidas de segurança é essencial para garantir a proteção dos trabalhadores, prevenindo queimaduras e outros acidentes relacionados ao manuseio de materiais aquecidos.
Raio-X da questão
energia térmica e potência
avaliacao
calor específico · potência média
Revisar conceitos de calor, energia e potência em processos térmicos.
O aluno pode confundir a energia absorvida com a potência média, calculando apenas um dos valores sem considerar a relação entre eles.
saude
pensamento_critico
cientifico
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