Uma parede plana é composta de uma camada interna de azulejo acústico de 8mm de espessura e camada externa de bloco de concreto com furos retangulares preenchidos de 20cm de espessura. Determinar o fluxo de calor unidirecional que passa por esta parede, sabendo que a temperatura externa média é de 36ºC e a interna é mantida a 24ºC.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma parede composta por duas camadas:
- Camada interna: Azulejo acústico com 8 mm de espessura.
- Camada externa: Bloco de concreto com furos retangulares preenchidos, com 20 cm de espessura.
Queremos descobrir o fluxo de calor unidirecional que passa por essa parede, sabendo que a temperatura externa média é de 36°C e a interna é mantida a 24°C. Para resolver isso, vamos usar conceitos de transferência de calor por condução e resistência térmica.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o fluxo de calor (q) através de uma parede pode ser calculado usando a fórmula:
Onde:
-
é a diferença de temperatura entre as duas faces da parede. -
é a resistência térmica total da parede.
Passo 3
A resistência térmica de cada camada é calculada pela fórmula:
Onde:
-
é a espessura da camada. -
é a condutividade térmica do material.
Então, vamos calcular
para cada camada.
Passo 4
Camada interna (Azulejo acústico):
- Espessura
- Supondo que a condutividade térmica seja
(valor específico não fornecido na questão)
Camada externa (Bloco de concreto):
- Espessura
- Supondo que a condutividade térmica seja
(valor específico não fornecido na questão)
Passo 5
Agora, somamos as resistências térmicas das duas camadas para obter a resistência total:
Passo 6
A diferença de temperatura entre o lado externo e interno da parede é:
Passo 7
Substituindo
e
na fórmula do fluxo de calor:
Passo 8
Como não foram fornecidos os valores de
e
, a resposta final fica em termos dessas condutividades. Esse é o fluxo de calor unidirecional que passa pela parede.
Resposta
O fluxo de calor unidirecional que passa pela parede é dado por:
Onde
é a condutividade térmica do azulejo acústico e
a do bloco de concreto.