Considere uma parede de 3 m de altura, 5 m de largura e
de espessura, cuja condutividade térmica é
. Em um determinado dia, as temperaturas das superfícies interna e externa da parede são
e
, respectivamente. Determine a taxa de perda de calor através da parede nesse dia.
Resposta:
Resposta:
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma parede com determinadas dimensões e propriedades térmicas, além das temperaturas nas superfícies interna e externa. O objetivo é calcular a taxa de perda de calor através dessa parede. Para isso, vamos usar conceitos de condução de calor.
Passo 2
Vamos utilizar a Lei de Fourier para condução térmica, que nos ajuda a determinar a taxa de perda de calor através de materiais. A fórmula é:
Onde:
-
é a taxa de perda de calor (em Watts, W) -
é a condutividade térmica do material (em W/m.K) -
é a área da parede (em m²) -
é a diferença de temperatura entre as superfícies (em °C ou K) -
é a espessura da parede (em metros)
Passo 3
Vamos calcular cada um dos componentes necessários:
-
Área da Parede (
): - Altura: 3 m
- Largura: 5 m
-
Diferença de Temperatura (
): - Temperatura interna:
- Temperatura externa:
- Temperatura interna:
-
Espessura da Parede (
): -
Condutividade Térmica (
):
Passo 4
Agora, substituímos todos os valores na fórmula da Lei de Fourier:
Passo 5
Vamos resolver a equação passo a passo:
-
Multiplicamos os valores no numerador:
-
Dividimos pelo valor da espessura:
Resposta
A taxa de perda de calor através da parede é
.