19. A infiltração de ar frio em uma casa quente durante o inverno, por meio das frestas em torno de portas, janelas e outras aberturas, é uma das principais fontes de perda de energia, uma vez que o ar frio que entra precisa ser aquecido até a temperatura am- biente. A infiltração é muitas vezes expressa em TAH (trocas de ar por hora). Uma TAH de 2 indica que todo o ar da casa é substituído duas vezes a cada hora pelo ar frio de fora.

Considere uma casa aquecida eletricamente com área de piso de , altura média de , localizada a de altitude onde a pressão atmosférica padrão é . A casa é mantida a uma temperatura de , e as perdas por infiltrações são estimadas em 0,7 TAH. Partindo do princípio de que a pressão e a temperatura na casa permanecem constantes, determine as perdas de energia da casa decorrentes da infiltração por um dia quando a temperatura média do ar externo é de . Além disso, determine o custo da perda de energia nesse dia, considerando que o custo unitário de eletricidade nessa área é de.

Para determinar a massa do ar vamos utilizar a equação dos gases

Reorganizando

Mas antes precisamos determinar o volume

Retornando para

Temos que lembrar que a temperatura é em Kelvin

E o valor de foi retirado da , onde

Substituindo os valores temos

Retornando para

O valor foi retirado da , onde

Substituindo os valores temos

Convertendo para

A perda estimada pelas infiltrações são estimadas em 0,7 TAH (trocas de ar por hora)

Como o exercício fala por um dia

Determinando o custo