Estudantes de física fazem um teste experimental de transmissão de calor numa parede de um material homogêneo ‘X’, de área A e espessura Δx. Utilizam certo aparato experimental que mantém uma diferença de temperatura ΔT constante entre as faces opostas da parede. Nessas condições, os estudantes conseguiram medir com precisão que certa quantidade de energia ΔQ foi transmitida homogeneamente entre as faces das paredes durante um intervalo de tempo Δt. Com isso, conseguiram determinar experimentalmente o coeficiente de condutibilidade térmica κ do material ‘X’. Depois prepararam o mesmo teste para outra parede, feita de um material homogêneo ‘Y’ diferente do anterior, de mesma área e espessura, o qual segundo os fabricantes possui um coeficiente de condutibilidade térmica 20% maior que aquele do material ‘X’.

A resposta correta é a letra A) 17% menor do que foi para o material 'X'.

Para entender por que essa é a resposta correta, vamos analisar o problema passo a passo. Primeiramente, precisamos lembrar que o coeficiente de condutibilidade térmica (κ) de um material é uma medida de sua capacidade de conduzir calor. Quanto maior o valor de κ, maior é a capacidade do material de conduzir calor.

No problema, temos dois materiais, 'X' e 'Y', com coeficientes de condutibilidade térmica diferentes. O material 'Y' tem um coeficiente de condutibilidade térmica 20% maior que o do material 'X'. Isso significa que o material 'Y' é mais eficiente em conduzir calor do que o material 'X'.

Agora, vamos analisar o que ocorre quando os estudantes realizam o teste com os dois materiais. Eles mantêm uma diferença de temperatura constante (ΔT) entre as faces opostas da parede e medem a quantidade de energia (ΔQ) transmitida durante um intervalo de tempo (Δt). Com esses dados, eles podem calcular o coeficiente de condutibilidade térmica do material.

Como o material 'Y' tem um coeficiente de condutibilidade térmica 20% maior que o do material 'X', isso significa que ele é mais eficiente em conduzir calor. Portanto, para uma mesma quantidade de energia transmitida (ΔQ), o material 'Y' precisará de um intervalo de tempo menor para transmitir essa energia.

Como a quantidade de energia transmitida é a mesma para os dois materiais, e o material 'Y' é mais eficiente em conduzir calor, o intervalo de tempo necessário para transmitir essa energia será menor para o material 'Y'. Isso significa que o intervalo de tempo para o material 'Y' será menor do que o intervalo de tempo para o material 'X'.

Para calcular a porcentagem exata, podemos considerar que o coeficiente de condutibilidade térmica do material 'Y' é 20% maior que o do material 'X'. Isso significa que o material 'Y' é 1,2 vezes mais eficiente em conduzir calor do que o material 'X'. Portanto, o intervalo de tempo necessário para transmitir a mesma quantidade de energia será 1/1,2 = 0,83 vezes menor para o material 'Y'.

Portanto, a resposta correta é que o intervalo de tempo para o material 'Y' será 17% menor do que o intervalo de tempo para o material 'X'.