Calcule a taxa na qual o calor será perdido em um dia muito frio de inverno através de uma parede de tijolos de 6,2 m x 3,8 m com uma espessura de 32 cm . A temperatura interior é 26^circ C e a temperatura exterior é -18^circ C; suponha que a condutividade térmica do tijolo seja de 0,74 W / m cdot K.

Passo 1

Então, a gente tem um exercício de física sobre como o calor é perdido através de uma parede em um dia frio de inverno. A gente vai usar conceitos de condutividade térmica, que é a maneira como o calor passa através de materiais. Para resolver isso, vamos precisar das dimensões da parede, das temperaturas interna e externa, e da condutividade térmica do tijolo.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as dimensões da parede. Ela tem:
  • Comprimento: 6,2 metros
  • Altura: 3,8 metros
  • Espessura: 32 centímetros (que vamos converter para metros)
A área da parede é importante porque quanto maior for a área, mais calor pode passar por ela.

Passo 3

Vamos calcular a área (A) da parede. A área é o produto do comprimento pela altura.
A = 6,2 , m times 3,8 , m = 23,56 , m² ²

Passo 4

Agora, vamos converter a espessura (d) da parede de centímetros para metros para manter as unidades consistentes.
d = 32 , cm = 0,32 , m

Passo 5

A diferença de temperatura (ΔT) entre o interior e o exterior da parede é essencial para calcular a taxa de perda de calor. A temperatura interna é 26°C e a externa é -18°C.
De

Passo 6

Vamos usar a Lei da Condução de Fourier, que nos diz como o calor se move através de um material. A fórmula é:
Qt = k times A times De
Onde:
  • é a taxa de perda de calor (em Watts, W)
  • é a condutividade térmica do material (0,74 W/m·K para o tijolo)
  • é a área da parede
  • é a diferença de temperatura
  • é a espessura da parede

Passo 7

Agora, vamos substituir todos os valores na fórmula:
Qt = 0,74 , W/m·K times 23,56 , m² times 44,^circC0,32 , m ²

Passo 8

Vamos calcular o numerador primeiro:
0,74 times 23,56 times 44 = 767,5104 , W
Agora, dividimos pelo denominador:
767,51040,32 approx 2398,47 , W

Resposta

A taxa de perda de calor através da parede é de aproximadamente 2398,47 Watts.

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