Uma parede com resistência térmica R = 2,0 m²·K·W?¹ tem área A = 20 m². Se a diferença de temperatura entre…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma parede com resistência térmica R = 2,0 m²·K·W?¹ tem área A = 20 m². Se a diferença de temperatura entre interior e exterior é ?T = 15 K, determine a energia perdida por condução nessa parede ao longo de uma hora.
- A) 1,5×10^5 J
- B) 1,0×10^6 J
- C) 8,0×10^5 J
- D) 3,0×10^5 J
- E) 5,4×10^5 J (energia perdida por condução em 1 h).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Dados do enunciado: R = 2,0 m²·K/W, A = 20 m², ΔT = 15 K e t = 1 h = 3600 s. Passo 2: A taxa de condução de calor (potência) através da parede é P = A·ΔT/R = 20·15/2 = 150 W. Passo 3: A energia é E = P·t = 150 W·3600 s = 540000 J = 5,4×10^5 J. Passo 4: Logo, a alternativa E está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: a alternativa A (1,5×10^5 J) equivale a 150 W multiplicados por cerca de 1000 s, ou seja, o tempo foi convertido incorretamente. A alternativa B (1,0×10^6 J) não resulta de A·ΔT/R·t, cuja conta dá 5,4×10^5 J. A alternativa C (8,0×10^5 J) não corresponde a 150 W durante 1 h. A alternativa D (3,0×10^5 J) corresponde a ignorar a resistência R, usando 300 W (A·ΔT) por cerca de 1000 s.
💡 Dica: Use a fórmula de condução de calor para calcular a energia perdida.
Alternativa por alternativa
Calculou a potência corretamente (150 W), mas converteu a hora em aproximadamente 1000 s em vez de 3600 s, obtendo uma energia menor.
Aplicou a fórmula de forma invertida ou com um cálculo intermediário errado, obtendo uma potência muito maior que 150 W. Não há um caminho simples que leve a esse valor.
Errou o cálculo da potência ou da multiplicação pelo tempo, chegando a um valor que não corresponde a 150 W durante 3600 s.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da condução de calor, aplicando incorretamente a resistência térmica ou a área da parede.
Ignorou a resistência térmica R e usou P = A·ΔT = 300 W, além de converter o tempo de forma incorreta.
Potência por condução: Q? = A·?T/R = 20·15/2 = 150 W. Energia em 1 h: E = Q?·3600 s = 150·3600 = 5,4×10^5 J.
Raio-X da questão
condução de calor
avaliacao
lei de Fourier da condução · cálculo de energia térmica
Revisar a fórmula de condução de calor e suas variáveis.
O aluno pode confundir a fórmula da condução de calor, aplicando incorretamente a resistência térmica ou a área da parede.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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