Um protótipo de parede com isolamento térmico tem condutividade térmica k = 0,04 W·m?1·K?1, área A = 10 m²…
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
Um protótipo de parede com isolamento térmico tem condutividade térmica k = 0,04 W·m?1·K?1, área A = 10 m², espessura d = 0,10 m. A diferença de temperatura entre os lados é ?T = 20 K. Calcule a taxa de transferência de calor por condução (potência térmica) através da parede usando Q? = k·A·?T / d.
- A) Q? = 40 W
- B) Q? = 80 W
- C) Q? = 200 W
- D) Q? = 60 W
- E) Q? = 100 W
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: k = 0,04 W·m^-1·K^-1, A = 10 m², d = 0,10 m e ΔT = 20 K. Passo 2: Aplique a fórmula da condução térmica em regime estacionário, Q = k·A·ΔT / d. Passo 3: Calcule o numerador: 0,04 · 10 = 0,4; 0,4 · 20 = 8. Passo 4: Divida pela espessura: 8 / 0,10 = 80. Logo, Q = 80 W, que corresponde à alternativa B, de acordo com o gabarito oficial. Passo 5: Verificação das demais alternativas. A) 40 W está errada, pois a conta correta resulta em 80 W, e 40 W surgiria apenas com um erro de cálculo ou de valor de d ou ΔT. C) 200 W está errada, pois corresponde a A·ΔT sem a condutividade k e sem a divisão por d. D) 60 W está errada, pois não resulta de nenhuma combinação correta dos dados. E) 100 W está errada, pois corresponde a A/d, ignorando k e ΔT.
💡 Dica: Aplique a fórmula de condução de calor diretamente.
Alternativa por alternativa
Provavelmente calculou o produto corretamente até um valor errado ou usou ΔT ou d com valores incorretos, obtendo a metade do resultado. Pode também ter dividido por 0,2 em vez de 0,1.
Por que engana: Confundir a aplicação da fórmula, utilizando valores incorretos para a área ou a espessura.
Aplicando Q? = k·A·?T / d: Q? = 0,04·10·20 / 0,10 = 80 W. A unidade resultante é watt (J/s).
Multiplicou apenas A e ΔT (10 · 20 = 200), ignorando a condutividade térmica k e a espessura d, como se a potência não dependesse do material.
Cometeu erro aritmético ou misturou operações, por exemplo somando ou combinando os valores de forma incorreta em vez de multiplicar k, A e ΔT e dividir por d.
Considerou apenas a razão A/d (10 / 0,10 = 100), ignorando que a condutividade k e a diferença de temperatura ΔT também fazem parte do produto da fórmula.
Raio-X da questão
taxa de transferência de calor
avaliacao
fórmula de condução de calor · unidades de medida de calor
Revisar a fórmula de condução de calor e suas variáveis.
Confundir a aplicação da fórmula, utilizando valores incorretos para a área ou a espessura.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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