Gabarito disponível
Texto-base:
Nas questões de Física, quando necessário, utilize:
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• condutividade térmica do vidro: K = 0,8 W/(m·K)
• 1 atm = 1,0·10⁵ N/m²
• constante universal dos gases: R = 8,0 J/(mol·K)
• 1 L = 1 dm³
• 1 cal = 4 J
• calor específico da água: c = 1 cal/(g·ºC)
• velocidade da luz no vácuo: c = 3 x 10⁸ m/s
• constante de Planck: h = 6,6 x 10⁻³⁴ J·s
• carga elementar (e) = 1,6 x 10⁻¹⁹ C
• 1 Å = 10⁻¹⁰ m
Uma porta retangular de vidro, de 12 mm de espessura, 2,0 m de altura e 1,0 m de largura, separa um ambiente, onde a temperatura é mantida a 20 ºC, do meio externo, cuja temperatura é - 4 ºC.
Considerando que a perda de calor desse ambiente se dê apenas através da porta, a potência, em W, de um aquecedor capaz de manter constante esta temperatura deve ser igual a
Nas questões de Física, quando necessário, utilize:
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• condutividade térmica do vidro: K = 0,8 W/(m·K)
• 1 atm = 1,0·10⁵ N/m²
• constante universal dos gases: R = 8,0 J/(mol·K)
• 1 L = 1 dm³
• 1 cal = 4 J
• calor específico da água: c = 1 cal/(g·ºC)
• velocidade da luz no vácuo: c = 3 x 10⁸ m/s
• constante de Planck: h = 6,6 x 10⁻³⁴ J·s
• carga elementar (e) = 1,6 x 10⁻¹⁹ C
• 1 Å = 10⁻¹⁰ m
Uma porta retangular de vidro, de 12 mm de espessura, 2,0 m de altura e 1,0 m de largura, separa um ambiente, onde a temperatura é mantida a 20 ºC, do meio externo, cuja temperatura é - 4 ºC.
Considerando que a perda de calor desse ambiente se dê apenas através da porta, a potência, em W, de um aquecedor capaz de manter constante esta temperatura deve ser igual a
Resolução comentada
Pela lei de Fourier, o fluxo de calor pela porta é 3200 W.
P = K·A·ΔT/L = 0,8 · (2,0·1,0) · 24 / 0,012 = 3200 W. Para manter a temperatura constante, o aquecedor deve repor exatamente esse calor perdido.
Análise das alternativas
1200, 2400 e 4800 W resultam de erros de conversão da espessura ou do ΔT. Só 3200 W é obtido com L = 0,012 m, A = 2 m² e ΔT = 24 K.
Referência: Lei de Fourier da condução térmica: Φ = K·A·ΔT/L.
Resolução comentada do VaiConcursos.