Uma janela de
de área tem uma temperatura de
na face interior e sobre a face externa sopra um vento de
com um coeficiente de transferência de calor por convecção de
. Qual é a perda de calor?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre transferência de calor por convecção através de uma janela. A matéria envolvida aqui é Transferência de Calor por Convecção. Para resolver, vamos precisar usar a fórmula que relaciona o coeficiente de transferência de calor, a área, e a diferença de temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
- Área da janela (A): 2 m²
- Temperatura interna (T_interna): 15°C
- Temperatura externa (T_externa): 2°C
- Coeficiente de transferência de calor por convecção (h): 125 W/(m²·K)
Passo 3
Agora, vamos entender a diferença de temperatura (ΔT) entre o interior e o exterior da janela. Essa diferença é importante porque indica quão grande é a “força motriz” para a transferência de calor.
Substituindo os valores:
Passo 4
Vamos usar a fórmula da transferência de calor por convecção:
Onde:
-
é a perda de calor (em Watts, W) -
é o coeficiente de transferência de calor (125 W/(m²·K)) -
é a área da janela (2 m²) -
é a diferença de temperatura (13°C)
Passo 5
Agora é só substituir os valores na fórmula:
(Note que usamos Kelvin para a temperatura, mas como é uma diferença de temperatura, 1°C = 1 K)
Passo 6
Realizando a multiplicação:
Resposta
A perda de calor através da janela é de 3250 Watts.