Um recipiente de vidro foi projetado para manter o fluxo de calor de um experimento limitado a  1 c a l s 1 s cal ​ . Se esse recipiente for substituído por outro idêntico, mas com condutividade igual ao triplo da do vidro, calcule o novo fluxo de calor. Dados: Fluxo de calor:  Φ = k ⋅ A ⋅ Δ T e Φ=k⋅ e A⋅ΔT ​  A) 1 cal/s. B) 2 cal/s. C) 3 cal/s. D) 4 cal/s. E) 5 cal/s

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um recipiente de vidro que controla o fluxo de calor de um experimento, mantendo esse fluxo limitado a 1 cal/s. A matéria envolvida aqui é transferência de calor, especificamente a condução térmica. Para resolver isso, vamos usar a fórmula do fluxo de calor: $ \Phi = k \cdot A \cdot \Delta T $, onde:
  • $ \Phi $ é o fluxo de calor,
  • $ k $ é a condutividade térmica do material,
  • $ A $ é a área pela qual o calor está passando,
  • $ \Delta T $ é a diferença de temperatura.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que acontece quando a condutividade térmica $ k $ muda. A fórmula $ \Phi = k \cdot A \cdot \Delta T $ mostra que o fluxo de calor é diretamente proporcional à condutividade. Ou seja, se $ k $ aumenta, $ \Phi $ também aumenta na mesma proporção, mantendo $ A $ e $ \Delta T $ constantes.

Passo 3

No problema, estamos substituindo o recipiente de vidro por outro idêntico, mas com a condutividade térmica triplicada. Então, o novo $ k $ será:
k
Aplicando isso na fórmula do fluxo de calor:
knovo = 3k
Sabemos que $ k \cdot A \cdot \Delta T = 1 , cal/s $, então:
Phinovo = knovo cdot A cdot De

Resposta

C) 3 cal/s.

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