. Suponha que você está em uma cidade onde o período de inverno atinge valores de temperaturas extremamente baixos e você precisa construir uma casa que lhe dê proteção das baixas temperaturas do inverno. O material que você deve utilizar para atingir seu objetivo deverá ter

A alternativa correta é letra B) razão entre espessura e condutividade térmica bastante elevada.

Gabarito: B

Enunciado da questão:

Suponha que você está em uma cidade onde o período de inverno atinge valores de temperaturas extremamente baixos e você precisa construir uma casa que lhe dê proteção das baixas temperaturas do inverno. O material que você deve utilizar para atingir seu objetivo deverá ter:

Comentário da questão:

Para resolver essa questão, devemos ter em mente o conceito de potência térmica, que relaciona a quantidade de calor Delta Q transmitida por unidade de tempo Delta t na direção normal à área de seção reta A de um material de comprimento L e condutividade kappa, devido a uma diferença de temperatura Delta theta:

P_{term} = dfrac { Delta Q } { Delta t } = dfrac { kappa cdot A cdot Delta theta } { L } tag 1

Dessa maneira, o objetivo é diminuir P_{term} em função dos parâmetros do material utilizado. Então, vamos analisar cada uma das alternativas:

a) valor de espessura e condutividade térmica bastante elevados e quase iguais para conseguir um valor de resistência térmica também elevado. INCORRETA.

A equação (1) nos mostra que a potência térmica é diretamente proporcional à condutividade térmica do material. Então, com um valor elevado de kappa, o material utilizado não protegeria muito bem a casa das baixas temperaturas. Alternativa incorreta.

b) razão entre espessura e condutividade térmica bastante elevada. CORRETA.

Uma razão entre espessura e condutividade térmica bastante elevada significa elevar L e diminuir kappa na equação (1), o que diminuiria a quantidade de calor perdida pela casa, protegendo-a das baixas temperaturas. Alternativa correta.

c) espessura elevada e uma condutividade térmica zero. INCORRETA.

Não há materiais com condutividade térmica zero. Alternativa incorreta.

d) elevado valor de espessura e de condutividade térmica. INCORRETA.

Quanto maior a condutividade térmica, pior protegida estará a casa das temperaturas baixas. Alternativa incorreta.

e) espessura quase zero e condutividade térmica necessariamente igual a zero. INCORRETA.

Uma espessura quase zero levaria a uma potência térmica infinita, ou seja, o material não seria isolante térmico. Além disso, não há materiais de condutividade igual a zero. Alternativa incorreta.