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Um jovem brasileiro que passava seis meses na cidade de Toronto, no Canadá, em um programa de intercâmbio estudantil, decide aprender a esquiar. Para tal, comprou equipamentos e roupas a fim de se preparar para o rigoroso inverno da cidade. Dentre os itens, adquiriu uma roupa especial que possui 2,7 m2 de área total e 9 mm de espessura. Sabendo que tal roupa foi confeccionada com um material de condutibilidade térmica igual a 6, 0 x 10–5 cal.s–1.cm–1. °C–1, que a temperatura corporal, no dia da atividade esportiva, era 37°C e a temperatura ambiente era –13 °C, a quantidade de calor, em calorias, conduzida através do tecido durante 5 minutos, nesse dia, foi de
- A) 2,7 x 10–2
- B) 2,7 x 10–1
- C) 2,7 x 103
- D) 2,7 x 104
- E) 2,7 x 105
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Resposta:
RESPOSTA: A alternativa correta é D) 2,7 x 104.
EXPLICACÃO: Para resolver esse problema, precisamos aplicar a fórmula de condução de calor, que é dada por:
Q = k * A * (ΔT) / d
Onde:
- k é a condutibilidade térmica do material;
- A é a área total da roupa;
- ΔT é a diferença de temperatura entre a temperatura corporal e a temperatura ambiente;
- d é a espessura do material.
No problema, temos:
- k = 6,0 x 10-5 cal.s-1.cm-1.°C-1;
- A = 2,7 m2;
- ΔT = 37°C - (-13°C) = 50°C;
- d = 9 mm = 0,9 cm.
Substituindo esses valores na fórmula, obtemos:
Q = 6,0 x 10-5 cal.s-1.cm-1.°C-1 * 2,7 m2 * 50°C / 0,9 cm
Q = 2,7 x 104 calorias
Portanto, a quantidade de calor conduzida através do tecido durante 5 minutos é de 2,7 x 104 calorias.
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