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. Leve em conta os dados mostrados no gráfico abaixo, referentes à temperatura da água (T) em função da profundidade (d).
Considere um volume cilíndrico de água cuja base tem área A = 2 m2 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 por em que k = 0,6 W/(m∙°C) é a condutividade térmica da água. Assim, a razão é 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
Dados: Se necessário, use aceleração da gravidade g = 10 m/s2, aproxime π = 3,0 e 1 atm = 105 Pa.
Escolha dois pontos do gráfico que se encontram na região de comportamento linear, verifique a distância d, a variação de temperatura e aplique a lei da condução térmica fornecida no texto.