Um termopar tem sensibilidade S = 43,0×10^-6 V/°C (43 µV/°C). A junção de referência está a Tref = 0,00 °C e a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um termopar tem sensibilidade S = 43,0×10^-6 V/°C (43 µV/°C). A junção de referência está a Tref = 0,00 °C e a saída medida é V = 2,15×10^-3 V. Usando V = S·(T - Tref), determine a temperatura T da junção quente em °C.
- A) T = 75 °C
- B) T = 100 °C
- C) T = V/S = 2,15×10^-3 V / 43,0×10^-6 V/°C = 50,0 °C.
- D) T = 25 °C
- E) T = 0 °C
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. A sensibilidade é S = 43,0×10^-6 V/°C, a temperatura de referência é Tref = 0,00 °C e a tensão medida é V = 2,15×10^-3 V.
- Isolar T na relação V = S·(T - Tref). Como Tref = 0 °C, a equação fica V = S·T, logo T = V/S.
- Calcular T = 2,15×10^-3 / 43,0×10^-6 = (2,15/43,0)×10^3 = 0,05×10^3 = 50 °C.
- Conferir o resultado substituindo na equação original: S·T = 43,0×10^-6 × 50 = 2,15×10^-3 V, que é exatamente a tensão medida.
- Analisar as alternativas erradas. A (75 °C) não satisfaz a conta, pois 43×10^-6 × 75 = 3,2×10^-3 V, valor diferente do medido. B (100 °C) daria uma tensão de 4,3×10^-3 V, o dobro da medida. D (25 °C) daria apenas 1,075×10^-3 V, metade da tensão medida. E (0 °C) só seria correta se a tensão fosse nula, o que não ocorre.
- Conclusão: a alternativa C está correta. Ela apresenta a expressão T = V/S e o valor final de 50,0 °C, que coincide com o resultado obtido, concordando com o gabarito oficial.
💡 Dica: Aplique a fórmula V = S·(T - Tref) para encontrar T.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou a divisão ou a escala ao calcular V/S, obtendo um valor aproximado de 75 °C sem conferir se 43×10^-6 × 75 reproduz 2,15×10^-3 V.
Por que engana: Confundir a relação entre tensão e temperatura, aplicando a fórmula de forma incorreta e não isolando corretamente a variável T.
O aluno provavelmente leu a tensão como 4,30 mV (o dobro do valor), ou calculou 4,3×10^-3/43×10^-6, o que leva a 100 °C.
Com Tref = 0 °C, V = S·T ? T = V/S = 2,15×10^-3 / 43,0×10^-6 = 50,0 °C. Unidades: V (V) / (V/°C) ? °C.
O aluno provavelmente associou a temperatura a um valor ambiente típico de 25 °C, usando a intuição do dia a dia em vez de calcular a partir da sensibilidade e da tensão.
O aluno provavelmente confundiu T com Tref, achando que, por a referência estar a 0 °C, a junção quente também deveria estar a 0 °C, sem perceber que a tensão não nula indica diferença de temperatura.
Raio-X da questão
termopar e temperatura
avaliacao
cálculo de temperatura · lei de Ohm
Revisar a relação entre tensão e temperatura em termopares.
Confundir a relação entre tensão e temperatura, aplicando a fórmula de forma incorreta e não isolando corretamente a variável T.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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