Uma parede isolante de área A = 10,0 m² separa ambiente interno a Ti = 293 K e externo a To = 253 K. O…
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
Uma parede isolante de área A = 10,0 m² separa ambiente interno a Ti = 293 K e externo a To = 253 K. O material tem condutividade térmica k = 0,040 W·m^-1·K^-1. Em regime estacionário deseja-se fluxo térmico Q? = 100 W. Calcule a espessura mínima L do isolamento usando Q? = k·A·(Ti-To)/L.
- A) L = 0,040 m
- B) L = 0,160 m.
- C) L = 0,250 m
- D) L = 0,500 m
- E) L = 0,090 m
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A = 10,0 m², Ti = 293 K, To = 253 K, k = 0,040 W·m^-1·K^-1 e Q = 100 W (o símbolo Q? do enunciado foi lido como o fluxo térmico Q). Passo 2: Calcule a diferença de temperatura: Ti - To = 293 - 253 = 40 K. Passo 3: Isole L na fórmula Q = k·A·(Ti - To)/L, obtendo L = k·A·(Ti - To)/Q. Passo 4: Substitua os valores: L = 0,040 × 10,0 × 40 / 100 = 16 / 100 = 0,16 m. Passo 5: Conclusão: a espessura mínima é L = 0,160 m, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A tem o valor de k copiado como se fosse L; C e D resultam de um cálculo numérico incorreto com a fórmula; E também decorre de erro de cálculo, não da aplicação correta da fórmula.
💡 Dica: Aplique a fórmula do fluxo térmico para encontrar a espessura.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter confundido a incógnita L com a própria condutividade térmica k e escolhido o valor dado no enunciado, sem resolver a equação.
Por que engana: Confundir a fórmula do fluxo térmico e aplicar valores incorretamente, resultando em uma espessura errada.
?T = 40 K; L = k·A·?T / Q? = 0,040·10,0·40 / 100 = 0,16 m.
O aluno provavelmente errou o cálculo ao isolar L, por exemplo dividindo pelo produto errado ou fazendo uma multiplicação incorreta de k, A e ΔT.
O aluno possivelmente inverteu uma operação ao isolar L (por exemplo, multiplicando por Q em vez de dividir), chegando a um valor cerca de três vezes maior.
O aluno provavelmente errou a diferença de temperaturas ou a multiplicação numérica, sem seguir corretamente a expressão de L.
Raio-X da questão
fluxo térmico e isolamento
avaliacao
fluxo térmico · isolamento térmico
Revisar a fórmula do fluxo térmico e suas variáveis.
Confundir a fórmula do fluxo térmico e aplicar valores incorretamente, resultando em uma espessura errada.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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