Uma parede de A = 10,0 m² tem 80% da área com bom isolamento (U1 = 0,25 W·m?²·K?¹) e 20% em caixilhos…

Questão

Uma parede de A = 10,0 m² tem 80% da área com bom isolamento (U1 = 0,25 W·m?²·K?¹) e 20% em caixilhos metálicos (U2 = 3,00 W·m?²·K?¹). Para ?T = 20 K, calcule o U_total efetivo e a perda de calor Q? através da parede.

1. A) U_total = 0,80 W·m^-2·K^-1; Q? = 160 W.
2. B) U_total efetivo é 1,00 W·m?²·K?¹.
3. C) 80% tem U igual a 5,00 W·m?²·K?¹.
4. D) Perda de calor Q? é 200 W.
5. E) A área efetiva é 5,0 m².

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. A área total é A = 10,0 m², 80% dela tem U1 = 0,25 W/m²K (bom isolamento) e 20% tem U2 = 3,00 W/m²K (caixilhos metálicos). A diferença de temperatura é ΔT = 20 K. Como o enunciado não diz o contrário, considero que o U efetivo é a média ponderada pelas áreas.
2. Calcule as áreas parciais. Área com bom isolamento: 0,80 × 10,0 = 8,0 m². Área com caixilhos: 0,20 × 10,0 = 2,0 m².
3. Calcule o U_total efetivo pela média ponderada. U_total = (8,0 × 0,25 + 2,0 × 3,00) / 10,0 = (2,0 + 6,0) / 10,0 = 0,80 W/m²K.
4. Calcule a perda de calor pela equação Q = U × A × ΔT = 0,80 × 10,0 × 20 = 160 W.
5. Compare com as alternativas. A alternativa A traz exatamente U_total = 0,80 W/m²K e Q = 160 W, que coincidem com o resultado obtido. Por isso concluo que A é a correta, em concordância com o gabarito oficial.
6. Por que as outras estão erradas. B confunde a soma dos termos com o resultado final. C trata o valor 5,00 como se fosse o U da parte de 80%, o que não corresponde a nenhum dado do enunciado. D esquece o coeficiente U e calcula apenas A × ΔT. E inventa uma área efetiva de 5,0 m², mas a área total da parede continua sendo 10,0 m², pois as partes somam o total.

💡 Dica: Calcule U_total usando a média ponderada das áreas.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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