Uma criança de massa m = 8,0 kg usa um colete térmico com área A = 0,50 m². A temperatura corporal T_b = 37 °C…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Questão
Uma criança de massa m = 8,0 kg usa um colete térmico com área A = 0,50 m². A temperatura corporal T_b = 37 °C e a do ar T_a = 5 °C. O coeficiente convectivo sem o colete é h1 = 15 W/(m²·K) e com o colete reduz-se para h2 = 5 W/(m²·K). Usando P = h·A·(T_b - T_a), calcule a potência térmica perdida sem e com o colete e a potência poupada.
- A) A temperatura do ar é 25 °C
- B) P1 = 240 W; P2 = 80 W; economia = 160 W.
- C) A potência sem o colete é 300 W
- D) A economia de potência é 80 W
- E) A potência com o colete é 120 W
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A área é A = 0,50 m², a temperatura do corpo é T_b = 37 °C, a do ar é T_a = 5 °C, h1 = 15 W/(m²·K) sem o colete e h2 = 5 W/(m²·K) com o colete. A massa de 8,0 kg não entra no cálculo da potência térmica pela fórmula dada.
- Calcule a diferença de temperatura. ΔT = T_b - T_a = 37 - 5 = 32 K.
- Calcule a potência sem o colete. P1 = h1 · A · ΔT = 15 · 0,50 · 32 = 240 W.
- Calcule a potência com o colete. P2 = h2 · A · ΔT = 5 · 0,50 · 32 = 80 W.
- Calcule a potência poupada. Economia = P1 - P2 = 240 - 80 = 160 W.
- Compare com o gabarito. Os valores obtidos (P1 = 240 W, P2 = 80 W, economia = 160 W) coincidem com a alternativa B, que é o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A: a temperatura do ar é 5 °C, não 25 °C, e o enunciado não diz isso. C: a potência sem o colete é 240 W, não 300 W. D: a economia é 160 W, e 80 W é a potência com o colete, não a economia. E: a potência com o colete é 80 W, não 120 W.
💡 Dica: Calcule a potência térmica usando a fórmula dada para ambos os casos.
Alternativa por alternativa
O aluno trocou a temperatura do ar (5 °C) por outro valor, como 25 °C, possivelmente por leitura apressada do enunciado ou confusão com outro dado.
P = h·A·?T com ?T = 37-5 = 32 K: P1 = 15·0,5·32 = 240 W; P2 = 5·0,5·32 = 80 W; diferença = 160 W.
O aluno usou uma diferença de temperatura errada ou arredondada (próxima de 40 K) ao multiplicar 15 · 0,50, obtendo 300 W em vez de 240 W.
Por que engana: Confundir os valores de potência sem e com o colete, resultando em cálculos incorretos.
O aluno confundiu a economia de potência com a potência que resta com o colete (80 W), não calculando a diferença P1 - P2.
O aluno errou o cálculo de P2 usando fator ou diferença de temperatura incorretos, obtendo 120 W em vez de 5 · 0,50 · 32 = 80 W.
Raio-X da questão
potência térmica e coeficiente convectivo
avaliacao
potência térmica · coeficiente convectivo
Revisar os conceitos de transferência de calor e coeficientes de convecção.
Confundir os valores de potência sem e com o colete, resultando em cálculos incorretos.
saude
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cientifico
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