UNICAMP 2019: Leve em conta ainda os dados mostrados no gráfico da questão anterior, referentes à temperatura da água (T) em função da profundidade (d)

Texto comum às questões 40, 41 e 42 Drones vêm sendo utilizados por empresas americanas para monitorar o ambiente subaquático. Esses dro...

Texto comum às questões 40, 41 e 42

Drones vêm sendo utilizados por empresas americanas para monitorar o ambiente subaquático. Esses drones podem substituir mergulhadores, sendo capazes de realizar mergulhos de até cinquenta metros de profundidade e operar por até duas horas e meia.

QUESTÃO 42
UNICAMP 2019: Leve em conta ainda os dados mostrados no gráfico da questão anterior, referentes à temperatura da água (T) em função da profundidade (d).

Considere um volume cilíndrico de água cuja base tem área A=2m², a face superior está na superfície a uma temperatura constante TA e a face inferior está a uma profundidade d a uma temperatura constante TB , como mostra a figura a seguir.

Na situação estacionária, nas proximidades da superfície, a temperatura da água decai linearmente em função de d , de forma que a taxa de transferência de calor por unidade de tempo (Φ), por condução da face superior para a face inferior, é aproximadamente constante e dada porem queé a condutividade térmica da água. Assim, a razãoé constante para todos os pontos da região de queda linear da temperatura da água mostrados no gráfico apresentado.

Utilizando as temperaturas da água na superfície e na profundidade d do gráfico e a fórmula fornecida, conclui-se que, na região de queda linear da temperatura da água em função de d, Φ é igual a

a) 0,03 W.
b) 0,05 W.
c) 0,40 W.
d) 1,20 W.

QUESTÃO ANTERIOR:

- UNICAMP 2019: Frequentemente esses drones são usados para medir a temperatura da água (T) em função da profundidade (d), a partir da superfície (d = 0), como no caso ilustrado no gráfico a seguir (dados adaptados).

RESOLUÇÃO:
As temperaturas associadas às extremidades do trecho do gráfico com traçado linear são T1  19,300°C e T2  19,225°C.

Pela Lei de Fourier, dada no enunciado, segue-se que:

Do gráfico, também se verifica que d = 3,0m.
Com k = 0,6 W/m°C, A = 2,0m² e T = 19,300°C – 19,225°C = 0,075°C, vem:

Φ = 0,03W

GABARITO:

PRÓXIMA QUESTÃO:
- UNICAMP 2019: Uma sessão de depilação a laser utiliza pulsos de alta potência e curta duração. O tempo total da sessão depende da área tratada.