Seja uma parede composta com altura e espessura . A seção possui espessura e as seções e possuem altura e espessura . As temperaturas na face esquerda e direita da parede são e , respectivamente. Se as superfícies superior e inferior da parede são isoladas, qual alternativa estaria relacionada à menor taxa de transferência de calor por unidade de profundidade?
Questão 3Resposta
a.
e
b.
e
c.
e
d.

e.
Todas alternativas levam ao mesmo fluxo de calor por unidade de largura

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma parede com altura total de e espessura . Essa parede é composta por três seções: A, B e C. A seção A tem espessura , e as seções B e C têm cada uma altura e espessura . As temperaturas nas duas faces da parede são e . As superfícies superior e inferior da parede estão isoladas. A pergunta quer saber qual das alternativas está relacionada à menor taxa de transferência de calor por unidade de profundidade.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de condução de calor e resistência térmica. Precisamos calcular a resistência térmica de cada seção e somá-las para encontrar a resistência total. A seção com maior resistência térmica vai ter a menor taxa de transferência de calor.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula da resistência térmica para condução de calor em uma camada:
Onde:
  • é a resistência térmica,
  • é a espessura da camada,
  • é a condutividade térmica do material.
Como estamos considerando a transferência de calor por unidade de profundidade, podemos ignorar a área, já que será a mesma para todas as seções.

Passo 3

Agora, vamos calcular a resistência térmica para cada seção nas diferentes alternativas.
Alternativa a:
Resistências:
Alternativa b:
Resistências:
Alternativa c:
Resistências:
Alternativa d:
Resistências:
Alternativa e:
A alternativa e diz que todas as alternativas levam ao mesmo fluxo de calor por unidade de largura, o que não é verdade, pois as resistências totais são diferentes.

Resposta

A alternativa que apresenta a maior resistência térmica, e portanto a menor taxa de transferência de calor por unidade de profundidade, é a alternativa b.

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-10 +14 0,0006
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-20 +28 0,086
-28 +35 0,186
-35 +48 0,258
-48 +65 0,281
-65 +100 0,096
-100 +150 0,062
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2.
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3.
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4.
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5 .
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Questão 4Resposta
a.

b.

c.

d.

e.