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(Enem 2019) O objetivo de recipientes isolantes térmicos é minimizar as trocas de calor com o ambiente externo. Essa troca de calor é proporcional...

(Enem 2019) O objetivo de recipientes isolantes térmicos é minimizar as trocas de calor com o ambiente externo. Essa troca de calor é proporcional à condutividade térmica k e à área interna das faces do recipiente, bem como à diferença de temperatura entre o ambiente externo e o interior do recipiente, além de ser inversamente proporcional à espessura das faces. A fim de avaliar a qualidade de dois recipientes A cm cm cm)(40 40 40× × e B cm cm cm)(60 40 40× × de faces de mesma espessura, uma estudante compara suas condutividades térmicas kA e kB. Para isso suspende, dentro de cada recipiente, blocos idênticos de gelo a 0 °C, de modo que suas superfícies estejam em contato apenas com o ar. Após um intervalo de tempo, ela abre os recipientes enquanto ambos ainda contêm um pouco de gelo e verifica que a massa de gelo que se fundiu no recipiente B foi o dobro da que se fundiu no recipiente A. A razão k k A B é mais próxima de
a) 0 50, .
b) 0 67, .
c) 0 75, .
d) 1 33, .
e) 2 00, .

Essa pergunta também está no material:

propagaçao de calor exercicios
5 pág.

Física Faculdade das AméricasFaculdade das Américas

💡 1 Resposta

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A resposta correta é a letra E) 2,00. Para encontrar a razão kA/kB, podemos utilizar a equação da quantidade de calor que flui através de um material isolante, que é dada por: Q/t = kAΔT/d Onde Q/t é a taxa de transferência de calor, k é a condutividade térmica, A é a área da superfície, ΔT é a diferença de temperatura e d é a espessura do material. Como os blocos de gelo estão a 0°C, a diferença de temperatura é igual a 0°C. Além disso, podemos assumir que a área da superfície dos blocos de gelo é a mesma que a área interna das faces do recipiente. Portanto, podemos escrever: Q/t = kA/d A quantidade de calor que flui através do recipiente é igual à quantidade de calor necessária para derreter o gelo. Como a massa de gelo que se fundiu no recipiente B foi o dobro da que se fundiu no recipiente A, podemos escrever: Q/t(B) = 2Q/t(A) Substituindo as equações anteriores, temos: kBA/d = 2kAA/d Simplificando, temos: kA/kB = 2 Portanto, a razão kA/kB é igual a 2,00.

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