Uma chapa de aço com 200 mm de espessura separa dois meios com temperaturas de 800 K e 400 K. Sabendo que a chapa possui largura de 1000 mm e altura de 500 mm e a condutividade térmica do aço é igual a 50 W/mK, a taxa de calor perdida através dessa chapa é de:
- A)25 kW.
Errada, porque 25 kW resulta de erro em uma das grandezas da fórmula, normalmente na área ou na espessura.
- B)50 kW.
Certa, pois a aplicação correta da lei de Fourier na chapa dá 50 kW.
- C)75 kW.
Errada, porque 75 kW não corresponde ao cálculo com os dados fornecidos e indica manipulação incorreta das unidades ou da área.
- D)100 kW.
Errada, pois 100 kW é o dobro do valor obtido, sugerindo que a espessura ou a área foi tratada de forma inadequada.
- E)150 kW.
Errada, porque 150 kW está muito acima do resultado real e costuma aparecer quando a diferença de temperatura ou a área é superestimada.
Gabarito: B
Quando o enunciado fala em calor atravessando uma chapa, voce deve pensar em condução térmica. O modelo mais usado é a lei de Fourier, que, em regime estacionário e para parede plana, fica bem prática: q = k.A.ΔT/L. Aqui, k é a condutividade do material, A é a área da chapa, ΔT é a diferença de temperatura e L é a espessura. É a receita clássica do calor passando de um lado para o outro sem drama, só obedecendo à física. Vamos aos dados: a chapa tem 1000 mm por 500 mm, ou seja, 1,0 m por 0,5 m, então a área é 0,5 m². A espessura é 200 mm, isto é, 0,2 m. A diferença de temperatura entre os meios é 800 K - 400 K = 400 K. Com k = 50 W/mK, fica q = 50 x 0,5 x 400 / 0,2. Fazendo a conta com calma, q = 50.000 W, ou 50 kW. Por isso o gabarito correto é a alternativa B. Em termos de prova, a banca quer ver se voce sabe montar a fórmula sem se perder nas unidades, porque esse é o ponto onde muita gente escorrega e multiplica ou divide errado. Resumo de bolso: aumentou a área ou a diferença de temperatura, o calor aumenta; aumentou a espessura, o calor diminui. É a lógica da condução numa parede plana, bem direta e muito cobrada.