Um medidor de fluxo de calor (densidade de corrente térmica) na superfície externa fria de uma parede de concreto indica o valor de
. A espessura da parede é de
e a temperatura na superfície da parede no lado interno é de
, enquanto que a temperatura na superfície do lado externo é de
.
Calcule a condutividade térmica da parede de concreto.
Calcule a condutividade térmica da parede de concreto.
Passo 1
Então, vamos lá! A gente tem uma parede de concreto com alguns dados: a densidade de corrente térmica (ou fluxo de calor) na superfície externa é de
. A parede tem uma espessura de
, a temperatura na parte interna é
e na parte externa é
. O que queremos descobrir é a condutividade térmica dessa parede de concreto. Para isso, vamos precisar entender como o calor se propaga através de materiais e usar a fórmula da condutividade térmica.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como o calor passa através de um material. A gente usa a Lei de Fourier para condução de calor em estado estacionário, que diz que o fluxo de calor (
) é proporcional à diferença de temperatura (
) e inversamente proporcional à espessura do material (
). A fórmula é:
Onde:
-
é o fluxo de calor ( ) -
é a condutividade térmica ( ) -
é a diferença de temperatura ( ) -
é a espessura do material ( )
Passo 3
Como queremos encontrar a condutividade térmica (
), vamos rearranjar a fórmula para isolá-la. Multiplicamos ambos os lados por
e dividimos por
:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores que a gente tem na fórmula. Mas antes, precisamos garantir que todas as unidades estejam corretas:
-
-
(convertido para metros) -
Passo 5
Substituindo esses valores na fórmula:
Resposta
A condutividade térmica da parede de concreto é de
.