Para limitar a perda de calor por condução a F = 200 W, determine a espessura L necessária de uma parede com…
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
Para limitar a perda de calor por condução a F = 200 W, determine a espessura L necessária de uma parede com área A = 10 m², condutividade térmica k = 1,4 W·m?¹·K?¹ e ?T = 20 K. Use F = k·A·?T / L.
- A) L = 1,4 m.
- B) L = 1,0 m
- C) L = 0,5 m
- D) L = 0,7 m
- E) L = 2,0 m
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identificar os dados do enunciado: F = 200 W, A = 10 m², k = 1,4 W·m^-1·K^-1 e ΔT = 20 K. A incógnita é a espessura L.
- Isolar L na fórmula F = k·A·ΔT / L. Multiplicando os dois lados por L e dividindo por F, obtém-se L = k·A·ΔT / F.
- Substituir os valores: L = 1,4 × 10 × 20 / 200 = 280 / 200 = 1,4 m.
- Conferir as unidades: W·m^-1·K^-1 × m² × K / W = m. A unidade está correta.
- Comparar com as alternativas. A alternativa A (L = 1,4 m) coincide com o resultado obtido, e o gabarito oficial também indica A, portanto não há discordância.
- Por que as outras estão erradas: B (1,0 m) ignora a condutividade k; C (0,5 m) inverte a razão entre A e ΔT; D (0,7 m) divide o resultado por 2 indevidamente; E (2,0 m) equivale a arredondar k de 1,4 para 2.
💡 Dica: Aplique a fórmula de condução de calor para encontrar L.
Alternativa por alternativa
Isolando L: L = k·A·?T / F = 1,4·10·20 / 200 = 280 / 200 = 1,4 m; unidades m decorrem de W·m?¹·K?¹·m²·K / W.
O aluno esquece o fator k e calcula L = A·ΔT / F = 200 / 200 = 1,0 m, tratando a condutividade térmica como se não fizesse parte da expressão.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a espessura e a condutividade térmica, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errôneo.
O aluno inverte a relação entre a área e a variação de temperatura e calcula algo como A/ΔT = 10/20 = 0,5, sem usar corretamente k e F.
O aluno calcula corretamente o numerador, mas divide o resultado por 2 (equivalente a usar 2F = 400 no denominador), obtendo 1,4 / 2 = 0,7 m.
O aluno arredonda k de 1,4 para 2 antes de calcular, obtendo L = 2 × 10 × 20 / 200 = 2,0 m, o que altera o resultado exato.
Raio-X da questão
condução de calor
avaliacao
lei de Fourier da condução · cálculo de espessura de parede
Revisar a fórmula de condução de calor e suas variáveis.
O aluno pode confundir a relação entre a espessura e a condutividade térmica, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errôneo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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