Correção ENEM 2026Confira suas respostas do 1º dia com o gabarito dos cursinhos e a resolução das questões, até o INEP publicar o oficialVer a correção
Entrar

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 6 (2º semestre · 2º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2013

2º semestre · 2º dia · Física: Propagação de calor: condução, convecção e irradiação

Uma caixa de isopor em forma de paralelepípedo de dimensões 0{,}4 \times 0{,}6 \times 0{,}4\text{ m} contém 9\text{ kg} de gelo em equilíbrio térmico com água. Esse sistema é fechado e mantido em uma sala cuja temperatura ambiente é de 30^\circ\text{C}. Tendo em vista que o gelo é completamente derretido após um intervalo de 10 horas, calcule:

a) o fluxo de calor, em watt, que o conteúdo da caixa de isopor recebe até derreter o gelo;

(2,0 pontos)

b) a espessura da caixa de isopor. Utilize o coeficiente de transmissão de calor do isopor 4{,}0\times 10^{-2}\text{ W/m/}^\circ\text{C}.

(3,0 pontos)

Dados:
1\text{ cal} \sim 4{,}0\text{ J}
calor latente de fusão do gelo = 80\text{ cal/g}
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

Resolução comentada

a) O conteúdo está em equilíbrio com a água, a 0^\circ\text{C}. Todo o calor recebido serve para fundir o gelo, sem variar a temperatura.

  1. Calor necessário: Q = mL = 9000\ \text{g}\times 80\ \text{cal/g} = 7{,}2\times10^{5}\ \text{cal}.
  2. Em joules: Q = 7{,}2\times10^{5}\times 4{,}0 = 2{,}88\times10^{6}\ \text{J}.
  3. Tempo: \Delta t = 10\ \text{h} = 3{,}6\times10^{4}\ \text{s}.

O fluxo é a energia por unidade de tempo:

\Phi = \frac{Q}{\Delta t} = \frac{2{,}88\times10^{6}}{3{,}6\times10^{4}} = 80\ \text{W}

Fluxo de calor: 80\ \text{W}.

b) O calor atravessa as paredes da caixa por condução, e vale a lei de Fourier:

\Phi = \frac{k\,A\,\Delta T}{e}

A diferença de temperatura é entre a sala e o conteúdo: \Delta T = 30 - 0 = 30^\circ\text{C}.

A área total da caixa, com as dimensões 0{,}4\times0{,}6\times0{,}4\ \text{m}, é a soma das seis faces:

A = 2(0{,}4\cdot0{,}6) + 2(0{,}4\cdot0{,}6) + 2(0{,}4\cdot0{,}4) = 0{,}48+0{,}48+0{,}32 = 1{,}28\ \text{m}^2

Isolando a espessura:

e = \frac{k\,A\,\Delta T}{\Phi} = \frac{4{,}0\times10^{-2}\times1{,}28\times30}{80} = \frac{1{,}536}{80} = 1{,}92\times10^{-2}\ \text{m}

Considerei a parede fina em relação às dimensões, de modo que a área é a mesma dentro e fora.

Espessura: e \approx 1{,}9\times10^{-2}\ \text{m}, ou seja, cerca de 2\ \text{cm}.

Assuntos: Propagação de calor: condução, convecção e irradiação, Mudanças de estado físico e calor latente.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 6 no caderno Grupo 1 da 2ª etapa da UFG 2013

Fonte: UFG 2ª etapa 2013 · 2º semestre · 2º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗