Em uma situação hipotética de reforma de uma casa, considera-se reforçar o isolamento de uma parede para…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma situação hipotética de reforma de uma casa, considera-se reforçar o isolamento de uma parede para reduzir a energia usada no aquecimento. Para estimar a transferência de calor, usa-se P = kAdelta T/L, em que P é a taxa de transferência de calor, k é a condutividade térmica, A é a área, delta T é a diferença de temperatura e L é a espessura do isolante. Para a parede, k = 0,04 W/(m·K), A = 10 m² e delta T = 20 K; a espessura inicial é 0,02 m e a proposta é aumentá-la para 0,04 m. As demais condições permanecem constantes. Qual consequência térmica é prevista para a intervenção descrita?
- A) A taxa de transferência de calor cai de 400 W para 300 W
- B) A taxa de transferência de calor cai de 400 W para 400 W
- C) A taxa de transferência de calor cai de 300 W para 200 W
- D) A taxa de transferência de calor cai de 400 W para 100 W
- E) A taxa de transferência de calor cai de 400 W para 200 W
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Usamos P = kAΔT/L. Com a espessura inicial, P = (0,04 × 10 × 20)/0,02 = 8/0,02 = 400 W.
- Com a espessura proposta, P = 8/0,04 = 200 W. Como a espessura dobra e as demais grandezas permanecem constantes, a taxa de transferência de calor cai pela metade.
- Portanto, a alternativa E está correta: a taxa cai de 400 W para 200 W. A alternativa A prevê uma redução para 300 W; B afirma que não há mudança; C apresenta valores incompatíveis com o cálculo; e D prevê uma redução excessiva, para 100 W.
💡 Dica: Como as demais grandezas são constantes, dobrar L reduz P à metade.
Alternativa por alternativa
O aluno reconhece que a taxa diminui, mas atribui uma redução de 400 W para 300 W sem que essa proporção decorra da fórmula. Como a espessura dobra, a taxa fica reduzida à metade.
O aluno pode ter concluído que a taxa não muda, embora a espessura esteja no denominador da expressão. Ao dobrar L, a taxa cai pela metade.
Por que engana: Achar que dobrar a espessura dobra a transferência de calor, ou calcular sem dividir por L.
O aluno pode ter usado valores inconsistentes para a taxa inicial e a final, sem aplicar P = kAΔT/L às duas espessuras. Com os dados fornecidos, as taxas são 400 W e 200 W.
O aluno pode ter interpretado o aumento da espessura como uma redução da taxa por um fator de quatro. Como L apenas dobra, P cai pela metade, e não para um quarto do valor inicial.
Pela relação P = kAdelta T/L, a taxa é inversamente proporcional à espessura. Com os valores iniciais, P = 0,04 × 10 × 20 / 0,02 = 400 W. Ao dobrar a espessura para 0,04 m, a taxa passa a 200 W, reduzindo a energia necessária para compensar a perda de calor.
Raio-X da questão
Resistência térmica de uma parede isolada
avaliacao
Substituição de valores em uma fórmula · Proporcionalidade inversa
Relação inversa entre espessura do isolante e taxa de transferência de calor
Achar que dobrar a espessura dobra a transferência de calor, ou calcular sem dividir por L.
Eficiência energética e sustentabilidade nas edificações
cotidiano
Questões parecidas com resolução
- A eficiência energética em edifícios pode ser promovida por intervenções que reduzem a demanda de energia, incluindo…
- A Organização Mundial da Saúde recomenda manter os alimentos em temperaturas seguras e refrigerar prontamente os…
- Em uma panela com tampa, 500 g de água recebem 10 500 J de calor de uma chama. Durante o aquecimento, a água realiza 1…
- Ao largar uma bola da mão, ela passa a cair em direção ao chão. Durante a queda, sua velocidade aumenta. — Qual força é…
- — Se o aparelho tira calor de dentro, por que a parte de tras fica quente? — perguntou um cliente ao ver um novo freezer…
- Em levantamento recente sobre o efeito ilha de calor em grandes cidades brasileiras, pesquisadores mensuraram a…
Todas as questões de Calor Sensível, Latente e Trocas de Calor
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog