Enunciado

Considere uma parede que consiste de duas camadas A e B com os seguintes valores: k A = 1 , 2   W / m ⋅ K , L A = 8   c m , k B = 0,2   W / m ⋅ K , L B = 5   c m . Se a queda de temperatura através da parede é 18 °C, a taxa de transferência de calor através da parede por unidade de área da parede é:

  1. 56,8   W / m 2
  2. 72,1   W / m 2
  3. 114   W / m 2
  4. 201   W / m 2
  5. 279   W / m 2

Passo 1

Queremos calcular a taxa de transferência de calor por unidade de área através de uma parede que possui duas camadas. Para resolvermos esta questão, vamos utilizar a analogia de circuitos elétricos.

Como a parede tem duas camadas, temos duas resistências térmicas em série. Calculando a resistência térmica equivalente da parede, temos:

R e q u i v a l e n t e = R A + R B

R e q u i v a l e n t e = L A k A + L B k B = 8 ⋅ 10 - 2 1,2 + 5 ⋅ 10 - 2 0 , 2

R e q u i v a l e n t e = 0,31666   K ⋅ m 2 / W

Bom, agora que determinamos a resistência térmica equivalente, basta substituirmos na lei de Fourier que obteremos a taxa de transferência de calor desejada. Desta forma,

Q ˙ = Δ T R e q u i v a l e n t e = 18 0,31666

Q ˙ = 56,8   W / m 2

Portanto, a resposta obtida corresponde a letra a).

Resposta

Letra a).

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