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O termopar é um sensor de temperatura constituído por dois fios metálicos distintos, 1 e 2, unidos em uma das…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT102

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

O termopar é um sensor de temperatura constituído por dois fios metálicos distintos, 1 e 2, unidos em uma das extremidades pela chamada junção de medida, e conectados na outra extremidade a um voltímetro, conforme a figura. Como esses fios são constituídos de metais diferentes, o voltímetro indica uma diferença de potencial que depende da temperatura lida pela junção de medida. Essa diferença de potencial é interpretada e determina a temperatura lida pelo termopar. Os termopares são classificados com letras, dependendo dos metais utilizados em sua confecção. O gráfico mostra como varia a diferença de potencial (U), lida pelo voltímetro, em função da temperatura (?), indicada por três tipos de termopares, E, K e N. Nesse gráfico, a sensibilidade do termopar, medida em mV/ºC, está associada à inclinação da reta tangente à curva, em determinado ponto. UNESP - 2023

  1. A) para uma mesma temperatura, a diferença de potencial lida pelo voltímetro é menor para o termopar do tipo E do que para o termopar do tipo K.
  2. B) o termopar do tipo E apresenta uma sensibilidade menor do que o termopar do tipo K para qualquer faixa de temperatura.
  3. C) para uma mesma diferença de potencial lida pelo voltímetro, o termopar do tipo N indica uma temperatura maior do que o termopar do tipo E.
  4. D) na faixa de 600 ºC a 1 200 ºC, a sensibilidade do termopar do tipo K é maior do que a sensibilidade do termopar do tipo N.
  5. E) dos três tipos de termopares, o do tipo N é o que apresenta maior sensibilidade.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

  1. Entenda o que o gráfico representa. No eixo vertical está a diferença de potencial U (em mV) lida pelo voltímetro, e no eixo horizontal está a temperatura. Cada termopar (E, K e N) é uma curva diferente. Pelo enunciado, a sensibilidade em cada ponto é a inclinação da reta tangente à curva, ou seja, quanto a tensão varia para uma mesma variação de temperatura.
  2. Analise a alternativa correta, C. Ela afirma que, para uma mesma diferença de potencial, o termopar N indica uma temperatura maior que o termopar E. Na leitura do gráfico, isso significa traçar uma linha horizontal no valor de U, cruzar as duas curvas e comparar as temperaturas correspondentes. A curva do N atinge aquela tensão em uma temperatura mais alta do que a do E, o que confirma a alternativa.
  3. Verifique as demais alternativas.
  4. A) Está errada porque, na mesma temperatura, o gráfico mostra que o termopar E não tem tensão menor que o K; a comparação entre as curvas deve ser feita na vertical, no valor de temperatura considerado.
  5. B) Está errada porque a sensibilidade depende da inclinação da curva, e não da altura da curva; uma curva mais alta não é necessariamente menos sensível.
  6. D) Está errada porque, na faixa de 600 ºC a 1 200 ºC, a comparação correta é entre as inclinações das curvas K e N, e não entre suas posições; a curva do N é a mais inclinada nessa região.
  7. E) Está errada porque a maior sensibilidade corresponde à maior inclinação, e não ao termopar que aparece mais alto no gráfico ou que tem maior valor de U.
  8. Conclusão. Ao comparar as temperaturas correspondentes a uma mesma tensão, a alternativa C é a única que está de acordo com o gráfico. Por isso, a resposta é C.

💡 Dica: Analise o gráfico e compare as sensibilidades e temperaturas indicadas pelos termopares.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretação

O aluno provavelmente inverte a leitura das curvas ao comparar a tensão em uma mesma temperatura, achando que a curva do tipo E fica abaixo da do tipo K quando é o contrário.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno confunde sensibilidade com magnitude da tensão, supondo que a curva mais baixa ou mais alta define a sensibilidade, sem analisar a inclinação da tangente.

Por que engana: Confundir sensibilidade com diferença de potencial ou interpretar incorretamente o gráfico de sensibilidade.

C Correta

A alternativa está correta porque, ao analisarmos o gráfico que relaciona a diferença de potencial (U) com a temperatura (?) para os três tipos de termopares, verificamos que para o mesmo valor de U, a curva do termopar do tipo N está posicionada à direita das curvas dos tipos K e E. Isso significa que, para que o termopar N atinja um determinado valor de diferença de potencial, a sua temperatura precisa ser maior em comparação aos outros tipos. Portanto, para a mesma diferença de potencial indicada pelo voltímetro, o termopar N indica que a temperatura medida é maior do que a indicada pelo termopar E.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno compara as posições das curvas K e N na faixa indicada, em vez de comparar as inclinações, e assim conclui de forma errada qual delas é mais sensível.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que o termopar com maior valor de tensão ou com curva mais alta no gráfico é também o mais sensível, o que não corresponde à definição de sensibilidade como inclinação.

Raio-X da questão

Dificuldade Média
Bloom Analisar
Leitura medio
Discriminação medio
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade multipla
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ interpretativa🧩 progressao
🎯 Conceito central

sensibilidade termopar temperatura

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

diferença de potencial em metais · sensibilidade de sensores

📚 Reveja

estude a relação entre diferença de potencial e temperatura em termopares

⚠️ Erro mais comum

Confundir sensibilidade com diferença de potencial ou interpretar incorretamente o gráfico de sensibilidade.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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