As temperaturas das superfícies interna e externa de uma janela de vidro, com espessura de 5 mm , são de 15 e 5 ^circ C, respectivamente. Qual é a perda de calor através de uma janela com dimensões de 1 m de largura por 3 m de altura? A condutividade térmica do vidro é igual a 1,4 W / m K.
Resposta: 8400 W

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma janela de vidro com espessura de 5 mm, onde a temperatura interna é 15°C e a externa é 5°C. Queremos descobrir quanta energia (ou calor) está se perdendo através dessa janela que mede 1 metro de largura por 3 metros de altura. Para resolver isso, vamos usar o conceito de condutividade térmica, que nos ajuda a calcular a transferência de calor através de materiais sólidos, como o vidro.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender a área da janela. A área A = largura times a é calculada multiplicando a largura pela altura:

Passo 3

Agora, vamos determinar a diferença de temperatura ( De) entre o interior e o exterior da janela:

Passo 4

A espessura da janela ( d = 5, mm = 0,005, m ) é de 5 mm, mas precisamos converter isso para metros para manter as unidades consistentes:

Passo 5

Vamos usar a Lei da Condutividade Térmica (Lei de Fourier) para calcular a perda de calor ( Q = k times A times De):
Onde:
  • é a condutividade térmica do vidro.
  • é a área da janela.
  • é a diferença de temperatura.
  • é a espessura da janela.

Passo 6

Substituindo os valores na fórmula:
Q = 1,4, W/(m·K) times 3, m^2 times 10,^circC0,005, m = 42, W·m/K0,005, m = 8400, W

Resposta

A perda de calor através da janela é de 8400 W.

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