Considere uma parede de concreto normal de 10 cm de espessura e condutividade térmica 1,75 [W / (m.K)], na qual foi aplicada internamente uma camada de argamassa com 2,5 cm de espessura e condutividade térmica 0,7 [W / (m.K)] e externamente uma camada de argila expandida com 1 cm de espessura e condutividade térmica 0,15 [W / (m.K)]. Considerando as resistências térmicas superficiais interna e externa como 0,13 [(m2.K) / W] e 0,04 [(m2.K) / W], respectivamente, a transmitância térmica total da parede é: Escolha uma:
(a) 1,12 [W / (m2.K)].
(b) 2,26 [W / (m2.K)].
© 5,67 [W / (m2.K)].
(d) 4,34 [W / (m2.K)].
(e) 3,03 [W / (m2.K)].
(a) 1,12 [W / (m2.K)].
(b) 2,26 [W / (m2.K)].
© 5,67 [W / (m2.K)].
(d) 4,34 [W / (m2.K)].
(e) 3,03 [W / (m2.K)].
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre transmitância térmica de uma parede que tem várias camadas com diferentes materiais. A gente vai precisar entender sobre resistência térmica, que é a dificuldade que o calor encontra para passar através de um material. Para isso, vamos usar as informações dadas sobre a espessura e condutividade térmica de cada camada da parede, além das resistências térmicas das superfícies interna e externa.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a resistência térmica de cada camada da parede. A resistência térmica ® de um material é dada pela fórmula:
onde:
- $ L $ é a espessura da camada (em metros),
- $ k $ é a condutividade térmica do material (em W/(m·K)).
Vamos converter todas as espessuras de centímetros para metros:
- Concreto: 10 cm = 0,10 m
- Argamassa: 2,5 cm = 0,025 m
- Argila expandida: 1 cm = 0,01 m
Passo 3
Agora, calculamos a resistência térmica de cada material:
- Concreto:
- Argamassa:
- Argila Expandida:
Passo 4
Além das resistências das camadas, temos as resistências térmicas das superfícies internas e externas:
- Resistência interna: $ R_i = 0,13 , (m²·K)/W $
- Resistência externa: $ R_e = 0,04 , (m²·K)/W $
Passo 5
A resistência térmica total da parede é a soma de todas as resistências individuais:
Substituindo os valores:
Passo 6
A transmitância térmica (U) é o inverso da resistência térmica total:
Calculando:
Resposta
A transmitância térmica total da parede é aproximadamente 3,03 [W/(m².K)], correspondendo à opção (e).