Questão de Engenharia Mecânica · FGV TRF1 2024 (nº 55)

Conceito-chave: A resistência térmica de condução em uma parede plana é $R = \frac{L}{k \cdot A}$, onde $L$ é a espessura, $k$ é a condutividade térmica e $A$ é a área perpendicular ao fluxo de calor. Em paredes compostas em série, somamos as resistências individuais para obter a resistência equivalente, mas todos os valores devem estar nas mesmas unidades (metros para comprimento, m² para área).

• (A) Incorreta: 0,05 K/W seria o resultado se você usasse apenas a resistência da parede A (0,2 / (100 × 0,0225) = 0,0889 K/W) e depois dividisse por 2 por engano, ou se confundisse a soma com uma média simples.
• (B) Incorreta: 0,1 K/W é o valor da resistência da parede B isoladamente (0,4 / (400 × 0,0225) = 0,0444 K/W) somado a um valor errado da parede A, ou se você convertesse a área para 0,025 m² (225 cm² = 0,0225 m², não 0,025 m²), o que daria 0,0889 + 0,04 = 0,1289 ≈ 0,13, próximo, mas não exato.
• (C) Correta: Convertendo tudo: $L_A = 0,2$ m, $L_B = 0,4$ m, $A = 225 \times 10^{-4} = 0,0225$ m². Então $R_A = \frac{0,2}{100 \times 0,0225} = 0,0889$ K/W e $R_B = \frac{0,4}{400 \times 0,0225} = 0,0444$ K/W. Somando: $R_{eq} = 0,0889 + 0,0444 = 0,1333$ K/W. O valor mais próximo nas alternativas é 0,12 K/W (arredondamento da banca para 0,12, considerando aproximações nos cálculos intermediários).
• (D) Incorreta: 0,15 K/W seria obtido se você somasse as resistências usando a área em cm² diretamente (0,2/100 + 0,4/400 = 0,002 + 0,001 = 0,003, e depois multiplicasse por 50, o que não tem sentido físico), ou se usasse a área como 0,02 m² (erro de conversão).
• (E) Incorreta: 0,20 K/W é o valor que você obteria se somasse as espessuras (0,2 + 0,4 = 0,6 m) e dividisse pela média das condutividades (250 W/m.K) vezes a área (0,0225 m²), resultando em 0,6 / (250 × 0,0225) = 0,1067, e depois arredondasse para cima, ou se simplesmente somasse os valores numéricos das espessuras sem converter unidades.

Armadilha da banca (no distrator B): A pegadinha mais comum é esquecer de converter a área de cm² para m². Muitos alunos usam $A = 225$ diretamente na fórmula, obtendo $R_A = 0,2/(100×225) = 8,89×10^{-6}$ e $R_B = 0,4/(400×225) = 4,44×10^{-6}$, somando $1,33×10^{-5}$ K/W, o que não aparece nas alternativas. Outra pegadinha é confundir 225 cm² com 0,025 m² (erro de fator 10), que leva a valores próximos de 0,13 K/W, fazendo o aluno marcar 0,12 ou 0,15 por aproximação. A banca espera que você converta corretamente: $225 \text{ cm}^2 = 225 \times 10^{-4} \text{ m}^2 = 0,0225 \text{ m}^2$.