Em rota de longa distância, um contêiner isotérmico destinado ao transporte de vacinas tem paredes de material…

Questão

Em rota de longa distância, um contêiner isotérmico destinado ao transporte de vacinas tem paredes de material com condutividade térmica de 0,04 W/m·K, espessura de 5 cm e área total de 20 m². Durante o trajeto, a temperatura externa atinge 30 °C, enquanto o interior deve ser mantido em 5 °C. Para evitar perda de eficácia das vacinas, o sistema de refrigeração permanece em funcionamento contínuo, compensando o calor que atravessa as paredes. Com base no texto-base, calcule a potência térmica que o sistema de refrigeração deve fornecer para manter a temperatura interna estável.

1. A) 100 W
2. B) 200 W
3. C) 800 W
4. D) 400 W
5. E) 4000 W

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados do enunciado. Condutividade k = 0,04 W/m·K, espessura L = 5 cm, que equivale a 0,05 m, área A = 20 m², temperatura externa 30 °C e interna 5 °C. A diferença de temperatura é ΔT = 30 - 5 = 25 K.
2. Use a lei de Fourier para condução térmica em regime estacionário, em que a potência é P = k·A·ΔT / L.
3. Substitua os valores: P = 0,04 × 20 × 25 / 0,05. Primeiro, 0,04 × 20 = 0,8. Depois, 0,8 × 25 = 20. Por fim, 20 / 0,05 = 400 W.
4. Logo, o sistema de refrigeração deve fornecer 400 W de potência para compensar o calor que atravessa as paredes e manter a temperatura interna estável. A alternativa D está correta e coincide com o gabarito oficial.
5. Por que as outras estão erradas: a A (100 W) resulta de uma conversão incorreta da espessura; a B (200 W) corresponderia a uma área de 10 m², que não é a do enunciado; a C (800 W) surge se o fluxo for duplicado sem justificativa; a E (4000 W) resulta de tratar 5 cm como 0,005 m.

💡 Dica: Use a fórmula da condução de calor para calcular a potência térmica.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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