Uma parede de concreto, com 20 cm de espessura, tem uma área superficial de
. A superfície interna da parede está a
e a externa, a
. Determine a taxa de perda de calor através da parede se a condutividade térmica for de
.
(1,0 ponto)
(1,0 ponto)
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está nos pedindo. Temos uma parede de concreto com 20 cm de espessura e área superficial de
. A temperatura interna da parede é
e a externa é
. Queremos descobrir qual é a taxa de perda de calor através dessa parede. Para resolver isso, vamos usar o conceito de condução térmica, que faz parte do estudo da termodinâmica.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar os dados que temos:
- Espessura da parede (
): 20 cm = 0,20 m - Área superficial (
): - Temperatura interna (
): - Temperatura externa (
): - Condutividade térmica (
):
Passo 3
Para encontrar a taxa de perda de calor, usamos a Lei de Fourier da condução térmica, que é dada pela fórmula:
onde:
-
é a taxa de transferência de calor (em watts, W), -
é a condutividade térmica do material, -
é a área através da qual o calor está sendo transferido, -
é a diferença de temperatura entre as duas superfícies, -
é a espessura do material.
Passo 4
Vamos calcular a diferença de temperatura (
):
Passo 5
Agora, substituímos todos os valores na fórmula da Lei de Fourier:
Passo 6
Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, multiplique
pela
:
Depois, multiplique o resultado por
:
Finalmente, divida pelo
:
Resposta
A taxa de perda de calor através da parede é de 5040 watts.