Uma parede de área 10 m², espessura 0,10 m e condutividade térmica k = 0,04 W/(m·K) tem diferença de…
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
Uma parede de área 10 m², espessura 0,10 m e condutividade térmica k = 0,04 W/(m·K) tem diferença de temperatura entre os lados de 15 K. Calcule a taxa de perda de calor por condução (W).
- A) Q? = 30 W
- B) Q? = 75 W
- C) Q? = k·A·?T / L = 0,04·10·15 / 0,10 = 60 W.
- D) Q? = 15 W
- E) Q? = 100 W
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado: área A = 10 m², espessura L = 0,10 m, condutividade térmica k = 0,04 W/(m·K) e diferença de temperatura ΔT = 15 K. Pergunta-se a taxa de calor por condução Q, em watts.
- Use a lei de Fourier para condução em regime estacionário em parede plana: Q = k·A·ΔT / L.
- Substitua os valores: Q = 0,04 x 10 x 15 / 0,10. Primeiro calcule o numerador: 0,04 x 10 = 0,4; 0,4 x 15 = 6. Depois divida: 6 / 0,10 = 60.
- Logo, Q = 60 W, que corresponde à alternativa C. O gabarito oficial também indica C, então a resolução própria confirma o gabarito.
- Por que as outras estão erradas: A (30 W) resulta de um fator 2 indevido no cálculo; B (75 W) não corresponde a nenhuma combinação correta dos dados; D (15 W) confunde a taxa de calor com a diferença de temperatura; E (100 W) corresponde a A/L, ignorando k e ΔT.
💡 Dica: Use a fórmula de condução de calor para calcular a taxa de perda de calor.
Alternativa por alternativa
Provavelmente dividiu o resultado por 2 sem justificativa, como se houvesse uma metade da espessura ou da área no cálculo, obtendo 6 / 0,2 = 30.
Por que engana: Confundir a fórmula da condução de calor, aplicando valores incorretos ou não considerando a espessura da parede corretamente.
Provavelmente combinou os valores de forma incorreta, por exemplo usando área ou ΔT divididos por 2, sem seguir a fórmula Q = k·A·ΔT/L.
Lei de Fourier para condução estacionária: Q? = kA?T/L; substituindo os valores obtém-se 60 W.
Acredita que a taxa de calor é igual à diferença de temperatura, ignorando a área, a condutividade e a espessura da parede.
Calculou apenas A/L = 10/0,10 = 100, esquecendo de multiplicar por k e por ΔT, ou seja, não aplicou a fórmula completa.
Raio-X da questão
condução de calor
avaliacao
lei de Fourier da condução · cálculo de potência térmica
Revisar a fórmula da condução de calor e suas variáveis.
Confundir a fórmula da condução de calor, aplicando valores incorretos ou não considerando a espessura da parede corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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