Uma parede tem área A = 10 m², espessura d = 0,10 m e condutividade térmica k = 0,04 W·m?1·K?1. Se a diferença…

Questão

Uma parede tem área A = 10 m², espessura d = 0,10 m e condutividade térmica k = 0,04 W·m?1·K?1. Se a diferença de temperatura entre os lados é ?T = 20 K, calcule a taxa de perda de calor por condução Q? = k·A·?T/d e a energia perdida em 1 h.

1. A) Energia em 1 h = 1,44×10^5 J, baseado em 40 W de condução.
2. B) Q? = 10 W; esse é o calor resfriado pela parede.
3. C) Q? = 400 W; a parede condensa mais calor em temperaturas altas.
4. D) Taxa Q? = 80 W; energia em 1 h = 80 W · 3600 s = 2,88×10^5 J.
5. E) Q? = 200 W; a parede aumenta a perda de calor ao longo do tempo.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados: A = 10 m², d = 0,10 m, k = 0,04 W·m^-1·K^-1 e ΔT = 20 K. Passo 2: Aplique a lei de Fourier para condução em regime estacionário, Q = k·A·ΔT/d. Passo 3: Substitua os valores: Q = 0,04 × 10 × 20 / 0,10 = 8 / 0,10 = 80 W. Passo 4: Calcule a energia em 1 h, convertendo 1 h para 3600 s: E = 80 W × 3600 s = 288000 J = 2,88×10^5 J. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A usa 40 W, metade do valor correto, o que indica um erro na divisão ou no uso de d; B confunde a taxa de condução com um valor arbitrário de 10 W, que é apenas a área; C usa 400 W, obtido ao dividir por uma espessura de 0,02 m em vez de 0,10 m; E usa 200 W, obtido ao dividir por k em vez de d, e ainda supõe que a perda cresce com o tempo, o que não ocorre em regime estacionário com ΔT constante.

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

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Em uma atividade de Química sobre combustíveis, uma equipe utilizou um calorímetro previamente calibrado, no qual toda a…
• Sob o teto de um ginásio de gelo, atletas disputam uma partida de curling. Uma das pedras de granito, de massa 20 kg e…
• Em um experimento escolar, uma amostra aquecida a 80 °C é colocada em 200 mL de água a 25 °C dentro de um calorímetro…
• Em uma fábrica de cimento, o calcário é aquecido em fornos para produzir materiais usados na construção civil. Durante…
• Em atendimento a lesões esportivas, existem bolsas instantâneas que esfriam quando são ativadas. Em muitos modelos, esse…
• Em uma campanha sobre saúde auditiva, adota-se a regra: 85 dB por 8 h; a cada aumento de 3 dB, o tempo máximo seguro cai…

Todas as questões de Calor Sensível, Latente e Trocas de Calor