Questão 42 da UNICAMP 2019

Question

Leve em conta ainda os dados mostrados no gráfico da questão anterior, referentes à temperatura da água (T) em função da profundidade (d). Considere um volume cilíndrico de água cuja base tem área A = 2\text{ m}^2, a face superior está na superfície a uma temperatura constante T_A e a face inferior está a uma profundidade d a uma temperatura constante T_B, como mostra a figura a seguir. Na situação estacionária, nas proximidades da superfície, a temperatura da água decai linearmente em função de d, de forma que a taxa de transferência de calor por unidade de tempo (\Phi), por condução da face superior para a face inferior, é aproximadamente constante e dada por \Phi = \kappa A\frac{T_A - T_B}{d}, em que \kappa = 0{,}6\frac{\text{W}}{\text{m} \times {^\circ}\text{C}} é a condutividade térmica da água. Assim, a razão \frac{T_A - T_B}{d} é constante para todos os pontos da região de queda linear da temperatura da água mostrados no gráfico apresentado.

Utilizando as temperaturas da água na superfície e na profundidade d do gráfico e a fórmula fornecida, conclui-se que, na região de queda linear da temperatura da água em função de d, \Phi é igual a

Cilindro de base com área A e altura vertical d, tendo a base superior na temperatura T_A e a base inferior na temperatura T_B, com uma seta vertical apontando para baixo indicando o fluxo de calor Phi.

A
0,03 W.
B
0,05 W.
C
0,40 W.
D
1,20 W.

Answer 1

Questão 42 da UNICAMP 2019

1ª fase

Texto comum às questões 40, 41 e 42 · Q

Drones vêm sendo utilizados por empresas americanas para monitorar o ambiente subaquático. Esses drones podem substituir mergulhadores, sendo capazes de realizar mergulhos de até cinquenta metros de profundidade e operar por até duas horas e meia.

Leve em conta ainda os dados mostrados no gráfico da questão anterior, referentes à temperatura da água (T) em função da profundidade (d). Considere um volume cilíndrico de água cuja base tem área A = 2\text{ m}^2, a face superior está na superfície a uma temperatura constante T_A e a face inferior está a uma profundidade d a uma temperatura constante T_B, como mostra a figura a seguir. Na situação estacionária, nas proximidades da superfície, a temperatura da água decai linearmente em função de d, de forma que a taxa de transferência de calor por unidade de tempo (\Phi), por condução da face superior para a face inferior, é aproximadamente constante e dada por \Phi = \kappa A\frac{T_A - T_B}{d}, em que \kappa = 0{,}6\frac{\text{W}}{\text{m} \times {^\circ}\text{C}} é a condutividade térmica da água. Assim, a razão \frac{T_A - T_B}{d} é constante para todos os pontos da região de queda linear da temperatura da água mostrados no gráfico apresentado.

Utilizando as temperaturas da água na superfície e na profundidade d do gráfico e a fórmula fornecida, conclui-se que, na região de queda linear da temperatura da água em função de d, \Phi é igual a

Cilindro de base com área A e altura vertical d, tendo a base superior na temperatura T_A e a base inferior na temperatura T_B, com uma seta vertical apontando para baixo indicando o fluxo de calor Phi.

A
0,03 W.
B
0,05 W.
C
0,40 W.
D
1,20 W.

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Resolução comentada Em breve: a resolução passo a passo desta questão.

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