Engenharia Mecânica · INSTITUTO AOCP · 2021 | Questão sqc-qq661103

Engenharia MecânicaTermodinâmica

Código: qq661103
Banca: INSTITUTO AOCP
Órgão: ITEP-RN
Ano: 2021
Nível: Superior

Cargo: ITEP - RN - Perito Criminal - Engenharia Mecânica

Condução é o transporte de energia em um meio estacionário devido a um gradiente de temperatura, e o mecanismo físico é a atividade atômica ou molecular aleatória. A transferência de calor por condução é governada pela Lei de Fourier. Sobre condução térmica e lei de Fourier, assinale a alternativa correta.

APara a condução térmica, a taxa de transferência de calor é determinada pela Lei de Fourier. Contudo essa lei é aplicada somente à condução unidimensional e em regime estacionário.
BA Lei de Fourier não pode ser aplicada a toda matéria, pois depende do seu estado físico, haja vista que a condução é evidenciada em meios estacionários, ou seja, meios sólidos. Em meios líquidos e gasosos, identifica-se o fenômeno da convecção.
CA Lei de Fourier é uma expressão escalar, que indica apenas a intensidade do fluxo térmico. Ela é uma expressão que define uma importante propriedade dos materiais, a condutividade térmica.
DA Lei de Fourier é uma expressão vetorial, podendo ser aplicada a toda matéria, independente do seu estado físico (sólido, líquido ou gasoso). A Lei de Fourier é uma expressão derivada a partir de princípios fundamentais.
EA Lei de Fourier não é uma expressão que pode ser derivada a partir de princípios fundamentais. Essa lei é fenomenológica, isto é, ela é uma generalização baseada em evidências experimentais.

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GabaritoE — A Lei de Fourier não é uma expressão que pode ser derivada a partir de princípios fundamentais. Essa lei é fenomenológica, isto é, ela é uma generalização baseada em evidências experimentais.

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Lei de Fourier e Condução Térmica

Gabarito: letra E. A Lei de Fourier é uma lei fenomenológica, ou seja, baseada em observações experimentais, e não derivada de princípios fundamentais. Ela descreve a condução de calor como um vetor, aplica-se a todos os estados da matéria (sólido, líquido e gasoso) e pode ser utilizada em regime transiente e multidimensional. A alternativa E capta corretamente essa natureza empírica.

Lei de Fourier: Natureza (Fenomenológica (empírica), Não derivada de princípios fundamentais); Aplicação (Toda matéria (sólido, líquido, gás), Regime transiente e estacionário, Multidimensional); Expressão (Vetorial (fluxo = -k ∇T), Não escalar)

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que a Lei de Fourier se aplica apenas à condução unidimensional em regime estacionário. A lei geral é vetorial e vale para condução multidimensional e transiente (a forma unidimensional estacionária é um caso particular).

Alternativa B — ❌ Incorreta

Diz que a Lei de Fourier não pode ser aplicada a líquidos e gases, pois neles ocorre apenas convecção. Na verdade, condução ocorre em qualquer meio estacionário, independentemente do estado físico; a convecção é um fenômeno adicional de transporte por movimento do fluido, mas a condução também está presente.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Classifica a Lei de Fourier como expressão escalar. O fluxo de calor é uma grandeza vetorial (direção e magnitude); a lei é vetorial: $\vec{q} = -k \nabla T$ .

Alternativa D — ❌ Incorreta

Esta alternativa acerta ao afirmar que a lei é vetorial e aplicável a toda matéria, mas erra ao dizer que é derivada de princípios fundamentais. A Lei de Fourier é fenomenológica (empírica), não deduzida de leis mais básicas.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Afirma corretamente que a Lei de Fourier não pode ser derivada de princípios fundamentais; trata-se de uma generalização experimental (fenomenológica). Essa é a natureza correta da lei.

Gabarito: letra E.

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