— Se eu reduzir um pouco o gelo, a caixa térmica aguenta a rota até a comunidade? — perguntou o agente de…

Questão

— Se eu reduzir um pouco o gelo, a caixa térmica aguenta a rota até a comunidade? — perguntou o agente de saúde, ao preparar vacinas para transporte em uma lancha. A caixa tem paredes metálicas finas e área total aproximada de 0,60 m^2. Durante o trajeto, a temperatura externa fica em torno de 32 °C, enquanto se busca manter o interior perto de 4 °C. Para diminuir o consumo de gelo (e o volume transportado), a equipe decidiu colar, por dentro, placas de isolamento térmico reaproveitáveis, todas cobrindo a mesma área. Foram considerados cinco materiais, com as seguintes condutividades térmicas k (em W/(m.K)) e espessuras L: PET reciclado (k=0,040; L=2,0 cm), cortiça (k=0,050; L=3,0 cm), EPS/isopor (k=0,035; L=2,0 cm), espuma de poliuretano de base vegetal (k=0,025; L=2,0 cm) e chapa de alumínio (k=205; L=0,50 cm). Com base nos dados do texto, avalie qual intervenção tende a reduzir mais a taxa de entrada de calor por condução na caixa, contribuindo para diminuir o derretimento do gelo.

1. A) Revestir a caixa com EPS/isopor (k=0,035; L=2,0 cm).
2. B) Revestir a caixa com chapa de alumínio (k=205; L=0,50 cm).
3. C) Revestir a caixa com PET reciclado (k=0,040; L=2,0 cm).
4. D) Revestir a caixa com cortiça (k=0,050; L=3,0 cm).
5. E) Revestir a caixa com espuma de poliuretano de base vegetal (k=0,025; L=2,0 cm).

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. A taxa de calor por condução através de uma parede plana é Q/t = k·A·(Text - Tint)/L. Como a área e a diferença de temperatura são as mesmas em todas as opções, a intervenção que mais reduz a entrada de calor é a que tem a maior resistência térmica R = L/k (em m^2.K/W), já que a caixa com revestimento funciona como resistências em série e a parede metálica fina tem resistência desprezível.
2. Calculando R = L/k para cada material, com L convertido para metros:
3. - PET reciclado: 0,020/0,040 = 0,50
4. - Cortiça: 0,030/0,050 = 0,60
5. - EPS/isopor: 0,020/0,035 = 0,57
6. - Espuma de poliuretano de base vegetal: 0,020/0,025 = 0,80
7. - Chapa de alumínio: 0,0050/205 = 0,000024
8. O maior valor de R é o da espuma de poliuretano de base vegetal (0,80), portanto ela é a intervenção que mais reduz a taxa de calor por condução. Isso confirma a alternativa E, que coincide com o gabarito oficial.
9. Por que as outras estão erradas: a alternativa A tem R de cerca de 0,57, menor que a da espuma; a B tem R praticamente nulo, pois o alumínio conduz muito bem o calor; a C tem R de 0,50, o segundo menor entre os não metálicos; a D tem R de 0,60, pois a espessura maior não compensa o k mais alto em relação à espuma.
10. Conclusão: a escolha deve considerar a razão L/k e não apenas a espessura ou a fama do material. A espuma de poliuretano reduz mais o fluxo de calor e, portanto, o derretimento do gelo.

💡 Dica: Calcule a resistência térmica de cada material e compare para identificar o melhor isolante.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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