Qual é a espessura requerida para uma parede de alveiraria com condutividade térmica igual a
, se a taxa de calor deve ser
da taxa de uma parede estrutural composta com uma condutividade térmica de
) e uma espessura de 100 mm ? A diferença de temperatura imposta nas duas paredes é a mesma e considere a área de
para ambas as configurações.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A gente precisa descobrir qual a espessura necessária para uma parede de alvenaria que tem uma condutividade térmica de
. Essa parede deve permitir que a taxa de calor que passe por ela seja 80% da taxa de uma parede estrutural que tem uma condutividade térmica de
e uma espessura de 100 mm. A diferença de temperatura e a área são as mesmas para as duas paredes.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a fórmula básica para a taxa de transferência de calor através de uma parede, que é dada por:
Onde:
-
é a taxa de calor (em Watts, W), -
é a condutividade térmica do material (em ), -
é a área da parede (em ), -
é a diferença de temperatura através da parede (em Kelvin, K), -
é a espessura da parede (em metros, m).
Passo 3
Vamos chamar a parede estrutural de Parede 1 e a parede de alvenaria de Parede 2.
Para a Parede 1:
Para a Parede 2:
A questão nos diz que
. Então, substituindo as fórmulas:
Observamos que
e
são os mesmos para ambas as paredes, então eles cancelam:
Agora, queremos encontrar
, então vamos isolar
:
Passo 4
Agora, é só substituir os valores conhecidos:
Substituindo na fórmula:
Resposta
A espessura requerida para a parede de alvenaria é de 0,375 metros.