Manchete fictícia: Estudo recente de um condomínio de clima frio avaliou três opções de janelas para reduzir a…
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
Manchete fictícia: Estudo recente de um condomínio de clima frio avaliou três opções de janelas para reduzir a conta de aquecimento. Os pesquisadores consideraram área de 20 m2 de vidro por apartamento, diferença média de temperatura interna-externa de 15 °C durante a estação fria de 180 dias (4320 h). As janelas têm coeficientes de transmissão térmica (U) de 5,8 W/m2K (vidro simples), 2,8 W/m2K (duplo) e 1,2 W/m2K (triplo). Calcule, com base nos dados do estudo, qual opção de janela reduz mais a energia gasta no aquecimento ao longo de todo o período.
- A) A janela com vidro simples
- B) Película refletiva no vidro
- C) A janela com vidro triplo
- D) A janela com vidro duplo
- E) Isolamento extra nas paredes
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- a energia perdida por uma janela no período é dada por Q = U x A x ΔT x t, em que U é o coeficiente de transmissão térmica (quanto menor o U, menor a perda de calor), A é a área, ΔT é a diferença de temperatura e t é o tempo. Passo 2: A (20 m2), ΔT (15 °C) e t (4320 h) são iguais para as três janelas, logo a opção com menor U é a que mais reduz a energia gasta no aquecimento. Passo 3: vidro simples, 5,8 x 20 x 15 x 4320 = 7.516.800 Wh (cerca de 7516,8 kWh); vidro duplo, 2,8 x 20 x 15 x 4320 = 3.628.800 Wh (cerca de 3628,8 kWh); vidro triplo, 1,2 x 20 x 15 x 4320 = 1.555.200 Wh (cerca de 1555,2 kWh). Passo 4: em relação ao simples, o triplo economiza cerca de 5961,6 kWh por apartamento e o duplo economiza cerca de 3888 kWh. Passo 5: portanto a alternativa correta é a C, de acordo com o gabarito oficial. Passo 6: A está errada porque o vidro simples tem o maior U e, portanto, a maior perda de energia. D está errada porque o vidro duplo é melhor que o simples, mas tem U maior que o triplo e perde mais calor. B não pode ser comparada com os dados, pois o enunciado não informa o U da película. E está errada porque o estudo trata apenas das janelas e o enunciado não traz dados sobre isolamento de paredes.
💡 Dica: Calcule a energia perdida usando a fórmula Q = U × A × ΔT × tempo para cada tipo de janela.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente acredita que um valor maior de U significa melhor isolamento, ou ignora que U mede a perda de calor. Assim, escolhe o vidro de maior U, que na verdade deixa mais calor passar.
Por que engana: Confundir coeficiente de transmissão térmica com isolamento ou esquecer de multiplicar pelo tempo total.
O aluno usa a intuição do dia a dia de que a película refletiva sempre economiza energia, sem perceber que o estudo não fornece nenhum dado sobre ela e que a questão pede cálculo com os dados apresentados.
U mais baixo gera menor perda Q=U·A·?T·t; vidro triplo (1,2 W/m2K) minimiza o consumo.
O aluno pode supor que a opção intermediária é a melhor, ou comparar apenas duas janelas sem notar que o vidro triplo tem o menor U (1,2 W/m2K, contra 2,8 do duplo).
O aluno lê mal o enunciado, que trata de janelas, e acredita que a questão se refere ao isolamento térmico geral da casa, o que não foi pedido nem quantificado.
Raio-X da questão
transmissão térmica e energia
avaliacao
transmissão de calor por condução · unidade de potência e energia
coeficiente de transmissão térmica e cálculo de energia térmica
Confundir coeficiente de transmissão térmica com isolamento ou esquecer de multiplicar pelo tempo total.
tomada_decisao
cotidiano
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