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:
  1. Camada interna: Azulejo acústico com 8 mm de espessura.
  2. 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:
q = De
Onde:
  • De é a diferença de temperatura entre as duas faces da parede.
  • Rtotal é a resistência térmica total da parede.

Passo 3

A resistência térmica de cada camada é calculada pela fórmula:
R = Lk
Onde:
  • L é a espessura da camada.
  • k é a condutividade térmica do material.
Então, vamos calcular R para cada camada.

Passo 4

Camada interna (Azulejo acústico):
  • Espessura L1 = 8 mm = 0,008 m
  • Supondo que a condutividade térmica seja k1 (valor específico não fornecido na questão)
R1 = 0,008k1
Camada externa (Bloco de concreto):
  • Espessura L2 = 20 cm = 0,20 m
  • Supondo que a condutividade térmica seja k2 (valor específico não fornecido na questão)
R2 = 0,20k2

Passo 5

Agora, somamos as resistências térmicas das duas camadas para obter a resistência total:
Rtotal = R1 + R2 = 0,008k1 + 0,20k2

Passo 6

A diferença de temperatura entre o lado externo e interno da parede é:
De

Passo 7

Substituindo De e Rtotal na fórmula do fluxo de calor:
q = 120,008k1 + 0,20k2

Passo 8

Como não foram fornecidos os valores de k1 e k2, 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:
q = 120,008k1 + 0,20k2
Onde k1 é a condutividade térmica do azulejo acústico e k2 a do bloco de concreto.

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