Física3ª sérieBNCC EM13CNT102Difícil⏱ longo

Uma parede tem área A = 6,00 m², diferença de temperatura ?T = 30 K e condutividade k = 0,80 W·m^-1·K^-1…

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

Uma parede tem área A = 6,00 m², diferença de temperatura ?T = 30 K e condutividade k = 0,80 W·m^-1·K^-1. Atualmente a perda de calor é Q?1 = 144 W. Determine a nova espessura L2 necessária para reduzir a perda para Q?2 = 48 W, usando Q? = k·A·?T/L.

A) L2 = 4,00 m
B) L2 = 2,00 m
C) L2 = 3,00 m
D) L2 = 1,00 m
E) L2 = 5,00 m

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Use a relação Q = k·A·ΔT/L, isolando a espessura: L = k·A·ΔT/Q. Passo 2: Calcule o numerador comum às duas situações, pois k, A e ΔT não mudam: k·A·ΔT = 0,80 · 6,00 · 30 = 144 (unidades de W·m). Passo 3: Verifique a situação atual para conferir os dados: L1 = 144/144 = 1,00 m. Isso mostra que a parede atual tem 1,00 m e perde 144 W. Passo 4: Calcule a nova espessura para Q2 = 48 W: L2 = 144/48 = 3,00 m. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a C, L2 = 3,00 m, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (4,00 m) não corresponde a 144/48; B (2,00 m) não resulta da divisão 144/48; D (1,00 m) é a espessura atual, que não atende à redução pedida; E (5,00 m) não é o quociente 144/48. Observação: como a perda deve cair para um terço, a espessura deve triplicar, pois L é inversamente proporcional a Q.

💡 Dica: Aplique a fórmula de condução de calor para encontrar a nova espessura.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Provavelmente errou a divisão 144/48 ou somou a espessura inicial de 1 m a 3 m, sem perceber que L é inversamente proporcional a Q.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a espessura e a perda de calor, escolhendo uma espessura menor ao invés de maior para reduzir a perda de calor.

B Erradaerro: Procedimental

Pode ter calculado 96/48 (subtraindo 48 de 144) ou dividido 144 por 72, tratando a redução como diferença e não como quociente.

C Correta

Usando L = k·A·?T / Q?: L2 = 0,80·6,00·30 / 48 = 144 / 48 = 3,00 m.

D Erradaerro: Interpretação

Provavelmente repetiu a espessura atual de 1,00 m, interpretando que a nova espessura seria igual à original ou que a redução de calor não depende da espessura.

E Erradaerro: Conceitual

Pode ter tratado L e Q como diretamente proporcionais, multiplicando em vez de dividir, ou feito a conta 240/48 por erro de cálculo.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Avaliar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

condução de calor

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

lei de Fourier da condução · cálculo de espessura de materiais

📚 Reveja

Revisar a fórmula de condução de calor e suas variáveis.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre a espessura e a perda de calor, escolhendo uma espessura menor ao invés de maior para reduzir a perda de calor.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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