Um engenheiro da prefeitura avaliou dois protótipos de abrigo rural construídos para comunidades em região…

Questão

Um engenheiro da prefeitura avaliou dois protótipos de abrigo rural construídos para comunidades em região semiárida. No primeiro, paredes de alvenaria de tijolos com 30 cm de espessura têm massa superficial de 600 kg/m2, calor específico de 800 J/kg°C e condutividade térmica de 0,72 W/m°C. No segundo, paredes de chapa metálica de 1 mm têm massa superficial de 10 kg/m2, calor específico de 450 J/kg°C e condutividade térmica de 55 W/m°C. Durante um dia de sol forte, a variação de temperatura interna na casa de alvenaria foi de 22°C a 28°C, enquanto na casa metálica variou de 20°C a 40°C. Esses dados mostram como as propriedades dos materiais influenciam as trocas de calor com o ambiente. Com base no texto, identifique a propriedade térmica que explica a menor variação de temperatura interna na casa de alvenaria.

1. A) Capacidade térmica reduzida por metro quadrado
2. B) Condutividade térmica elevada
3. C) Massa superficial elevada
4. D) Calor específico reduzido
5. E) Espessura reduzida das paredes

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Identifique o que determina a variação de temperatura interna. Quando uma parede absorve calor, a temperatura dela sobe pouco se ela tiver muita capacidade de armazenar energia por metro quadrado. Essa capacidade é dada pelo produto massa superficial vezes calor específico. Passo 2: Calcule a capacidade térmica por metro quadrado de cada casa. Na alvenaria: 600 kg/m2 x 800 J/kg°C = 480 000 J/(m2°C). Na chapa metálica: 10 kg/m2 x 450 J/kg°C = 4 500 J/(m2°C). A parede de alvenaria armazena cerca de 100 vezes mais energia por metro quadrado, por isso sua temperatura interna varia menos (6°C contra 20°C). Passo 3: Entre as alternativas, a que descreve essa propriedade é a massa superficial elevada (C), que é o fator de maior peso na capacidade térmica da alvenaria. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A) Está errada porque a alvenaria tem capacidade térmica alta, não reduzida, e é justamente isso que limita a variação. B) Está errada porque a condutividade alta é característica da chapa metálica, que deixa o calor passar rápido e causa a maior variação. D) Está errada porque o calor específico da alvenaria (800) é maior que o do metal (450), e um valor reduzido faria a parede esquentar mais rápido. E) Está errada porque a espessura de 30 cm da alvenaria é grande, e uma parede espessa retarda a propagação do calor, não a favorece. Passo 5: Observação: a baixa condutividade térmica da alvenaria (0,72 W/m°C) também contribui para retardar as trocas de calor, mas essa propriedade não aparece entre as alternativas, por isso a resposta mais adequada é a C.

💡 Dica: Relacione a massa do material à sua capacidade de absorver calor sem variar muito de temperatura.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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