Calcule a taxa na qual o calor será perdido em um dia muito frio de inverno através de uma parede de tijolos de x com uma espessura de 32 cm . A temperatura interior é e a temperatura exterior é ; suponha que a condutividade térmica do tijolo seja de .

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.
²

Passo 4

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

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.

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:
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:
²

Passo 8

Vamos calcular o numerador primeiro:
Agora, dividimos pelo denominador:

Resposta

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

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