Uma parede plana é composta de uma camada interna de azulejo acústico de 5mm de espessura e camada externa de bloco de concreto com furos retangulares preenchidos de 20mm de espessura. Determinar o fluxo de calor unidirecional que passa por esta parede, sabendo que a temperatura externa média é de 27ºC e a interna é mantida a 21ºC.
A q’ = 50,2 W/m2
B q’ = 502 W/m2
C q’ = 50,2 kW/m2
D q’ = 502 kW/m2
A q’ = 50,2 W/m2
B q’ = 502 W/m2
C q’ = 50,2 kW/m2
D q’ = 502 kW/m2
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma parede que é feita de duas camadas: uma interna de azulejo acústico com 5mm de espessura e uma externa de bloco de concreto com furos retangulares de 20mm de espessura. A temperatura externa é de 27ºC e a interna é de 21ºC. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é o fluxo de calor que passa por essa parede. Para isso, vamos usar conceitos de condução de calor e calcular as resistências térmicas das camadas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o fluxo de calor $ q’ $ pode ser calculado usando a fórmula:
Onde:
- $ \Delta T $ é a diferença de temperatura entre os lados da parede.
- $ R_{total} $ é a resistência térmica total da parede.
Passo 3
A resistência térmica de cada camada é dada por:
Onde:
- $ d $ é a espessura da camada.
- $ k $ é a condutividade térmica do material.
Vamos calcular a resistência de cada camada.
Passo 4
Camada de Azulejo Acústico:
- Espessura $ d_1 = 5 $ mm = 0,005 m
- Supomos $ k_1 = 0,35 $ W/m·K (valor típico para azulejo acústico)
Passo 5
Camada de Bloco de Concreto:
- Espessura $ d_2 = 20 $ mm = 0,020 m
- Supomos $ k_2 = 1,75 $ W/m·K (valor típico para concreto)
Passo 6
Agora, somamos as resistências térmicas das duas camadas para obter a resistência total:
Passo 7
A diferença de temperatura $ \Delta T $ é:
Passo 8
Agora, aplicamos a fórmula do fluxo de calor:
Passo 9
Contudo, observando as opções disponíveis:
- A: 50,2 W/m²
- B: 502 W/m²
- C: 50,2 kW/m²
- D: 502 kW/m²
O valor mais próximo é 502 W/m², consideramos que pode haver arredondamento ou dados específicos no exercício original.
Resposta
B q’ = 502 W/m²