Uma placa metálica de espessura 0,02 m e área 0,50 m² tem condutividade térmica k = 50 W/(m·K). Uma face está…

Questão

Uma placa metálica de espessura 0,02 m e área 0,50 m² tem condutividade térmica k = 50 W/(m·K). Uma face está a 100°C e a outra a 20°C. Calcule o fluxo de calor constante Q? através da placa.

1. A) Q? = 10.000 W
2. B) Q? = 1,0×10^5 W (100000 W).
3. C) Q? = 500.000 W
4. D) Q? = 0 W
5. E) Q? = 20.000 W

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. Espessura L = 0,02 m, área A = 0,50 m², condutividade k = 50 W/(m·K), face quente a 100°C e face fria a 20°C. Trata-se de condução térmica em regime permanente através de uma parede plana.
2. Calcule a diferença de temperatura entre as faces. ΔT = 100 - 20 = 80 °C (ou 80 K, pois a diferença de temperatura em kelvin é a mesma).
3. Aplique a Lei de Fourier para condução em parede plana: Q = k · A · ΔT / L.
4. Substitua os valores. Q = 50 · 0,50 · 80 / 0,02. Primeiro, 50 · 0,50 = 25. Depois, 25 · 80 = 2000. Por fim, 2000 / 0,02 = 100000 W.
5. Portanto, Q = 1,0×10^5 W, que corresponde à alternativa B. Meu resultado coincide com o gabarito oficial.
6. Por que as outras estão erradas. A) 10.000 W não resulta da fórmula com estes dados; é um valor que surge de erro de cálculo ou de espessura trocada. C) 500.000 W também não corresponde à substituição correta, sendo produto de erro numérico. D) 0 W só ocorreria se não houvesse diferença de temperatura entre as faces. E) 20.000 W usaria indevidamente a temperatura de 20 °C no lugar da diferença de temperatura.

💡 Dica: Use a fórmula de condução de calor para calcular Q.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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