As temperaturas interna e externa em um vidro de janela, de 5 mm de espessura, são
e
respectivamente. Qual a taxa de transferência de calor através de uma janela de 1 m por 3 m ? A condutividade térmica do vidro é de
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre transferência de calor por condução em uma janela de vidro. A gente vai precisar entender a fórmula de condução de calor, que usa a condutividade térmica do material, a área da janela, a diferença de temperatura e a espessura do vidro.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que a gente tem:
- Temperatura interna:
- Temperatura externa:
- Espessura do vidro:
(que é igual a ) - Área da janela:
- Condutividade térmica do vidro:
Passo 3
Vamos calcular a diferença de temperatura entre o lado externo e o interno do vidro. Isso é importante porque quanto maior essa diferença, mais calor passa pelo vidro.
Passo 4
Agora, vamos usar a fórmula da condução de calor para encontrar a taxa de transferência de calor (
):
Onde:
-
é a condutividade térmica -
é a área -
é a diferença de temperatura -
é a espessura do material
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Vamos calcular passo a passo:
- Multiplica a condutividade pela área:
- Multiplica pelo ΔT:
- Divide pela espessura:
Resposta
A taxa de transferência de calor através da janela é de
.