Compare, para públicos gerais e técnicos, o desempenho térmico e riscos associados de dois isolantes aplicados…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Compare, para públicos gerais e técnicos, o desempenho térmico e riscos associados de dois isolantes aplicados em fachada. Dados: área A = 10 m², diferença de temperatura ?T = 20 K. Material A: poliestireno, k_A = 0,033 W·m?¹·K?¹, L_A = 0,05 m. Material B: lã mineral, k_B = 0,040 W·m?¹·K?¹, L_B = 0,08 m. Calcule a resistência térmica R = L/(k·A) e o fluxo térmico Q? = k·A·?T / L para cada material; em seguida, escreva um relatório curto (máx. 12 linhas) que explique os resultados numericamente e discuta benefícios e riscos (inclua considerações sobre inflamabilidade e reciclagem).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculos técnicos: R_A = 0,05/(0,033·10) = 0,1515 K·W?¹; Q?_A = 0,033·10·20/0,05 = 132 W. R_B = 0,08/(0,040·10) = 0,20 K·W?¹; Q?_B = 0,040·10·20/0,08 = 100 W. Interpretação para público geral: com as mesmas condições, o poliestireno (A) permite perda de calor maior (132 W) que a lã mineral (100 W); maior R indica melhor isolamento. Benefícios/risks: poliestireno tem baixa condutividade e baixo peso, mas é inflamável e menos reciclável; lã mineral possui boa resistência ao fogo e é frequentemente reciclável, embora a produção possa demandar mais energia. Recomendação: para segurança e menor risco de incêndio, escolher lã mineral; para menor custo e peso, poliestireno. Em relatório técnico inclua R e Q? numéricos e ressalve medidas de proteção contra fogo e avaliação do ciclo de vida para decisão final.
Explicação
Os cálculos realizados demonstram que o poliestireno apresenta uma resistência térmica menor e um fluxo de calor maior em comparação à lã mineral, indicando que o primeiro é menos eficiente como isolante. A análise de benefícios e riscos destaca que, embora o poliestireno seja leve e de baixo custo, sua inflamabilidade é uma preocupação significativa, enquanto a lã mineral oferece melhor segurança contra fogo e opções de reciclagem. A escolha do isolante deve considerar tanto a eficiência térmica quanto a segurança e sustentabilidade do material.
Raio-X da questão
isolantes térmicos
avaliacao
cálculo de resistência térmica · fluxo térmico
Revisar os conceitos de resistência térmica e fluxo térmico em materiais isolantes.
O aluno pode confundir os valores de k e L, resultando em cálculos incorretos da resistência térmica e do fluxo térmico.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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