Descreva um procedimento experimental para determinar a condutividade térmica k de uma barra metálica por…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Descreva um procedimento experimental para determinar a condutividade térmica k de uma barra metálica por condução unidimensional em regime estacionário, apresentando as equações usadas, medidas necessárias, um cálculo numérico de exemplo e como comunicar os resultados a públicos variados.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Procedimento: fixar uma barra de comprimento L = 0,50 m e área A = 1,0×10?4 m², aquecer uma extremidade a Th = 80 °C e manter a outra a Tc = 20 °C até regime estacionário; medir a potência elétrica fornecida P (W) ao aquecedor e perfis de temperatura T(x). Equação: fluxo térmico estacionário Q? = -kA dT/dx ? para gradiente uniforme k = P·L/(A·(Th-Tc)). Exemplo numérico: P = 4,0 W ? k = 4,0·0,50/(1,0×10?4·60) = 333,3 W·m?¹·K?¹. Incertezas: estimar erro em P, ?T e A; propagar via dk/k = v((dP/P)²+(dL/L)²+(dA/A)²+(d?T/?T)²). Fontes de erro: perdas por convecção/radiação, termo de contato; minimizar com isolamento e sensores calibrados. Comunicação: apresentar tabela de medidas, gráfico T(x) com barras de erro, relatório técnico com equações e incertezas, resumo executivo com resultado e significado prático (valor de k comparado a materiais comuns) para público leigo, e ficheiros de dados/planilhas para públicos técnicos.
Explicação
O procedimento experimental descrito é claro e segue uma metodologia rigorosa, permitindo a medição precisa da condutividade térmica. As equações apresentadas fundamentam o cálculo da condutividade, enquanto o exemplo numérico ilustra a aplicação prática. A comunicação dos resultados é adaptada para diferentes públicos, garantindo que tanto especialistas quanto leigos compreendam a relevância dos dados obtidos.
Raio-X da questão
condutividade térmica
avaliacao
condutividade térmica · regime estacionário
Revisar os conceitos de condução térmica e suas equações.
O aluno pode descrever um procedimento que não considera as condições de regime estacionário, levando a resultados imprecisos.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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