Uma parede de concreto, que tem uma área superficial de 20   m ² e espessura de 0,30   m , separa o ar refrigerado de um quarto do ar ambiente. A temperatura da superfície interna da parede é mantida a 25 ° C e a condutividade térmica do concreto é de 1 W / ( m   .   K ) .

  1. Determine a perda de calor através da parede considerando que a temperatura de sua superfície externa varie de - 15 ° C a 38 ° C , que correspondem aos extremos do inverno e do verão, respectivamente. Apresente os seus resultados graficamente.
  2. No seu gráfico, representa também a perda de calor como uma função da temperatura da superfície externa para materiais da parede com condutividades térmicas de 0,75 a 1,25   W / ( m   .   K ) . Explique a família de curvas que você obteve.

Passo 1

Fala aí! Partiu fortalecer nossos conhecimento!

Temos duas letrinhas para resolver… Mas antes vamos anotar todos os nossos dados pra gente não se perder, beleza?

k = 1   W / ( m   .   K ) L = 0,30   m T 1 = 25 ° C A = 20   m ²

Show!

Passo 2

Na letra a, o enunciado pede pra gente achar a perda de calor através da parede, vamos nessa então! E não podemos esquecer que foi dado também que a temperatura externa varia de - 15 ° C a 38 ° C , beleza?

Primeiro vamos ver a carinha na nossa equação que calcula a perda de calor:

q x = A   .   q x "

Opa! Vamos substituir ali a equação do fluxo térmico, belezinha?

q x = A   .     k   .   T 1 - T 2 L

Então teremos, para a temperatura mais baixa, onde T 2 =   - 15 ° C :

q x = 20   .     1   .   25 - ( - 15 ) 0,30

q x = 2667   W

Vamos representar a faixa de temperatura - 15 ° C   ≤   T 2   ≤   38 ° C em um gráfico, show?

Passo 3

Na letra b, o enunciado pede pra gente comparar a curva anterior com materiais da parede com condutividades térmicas de 0,75 a 1,25   W / ( m   .   K ) , vamos nessa então!

E aqui está ele, onde a curva azul representa o k = 1,25   W / ( m   .   K ) e a curva verde k = 0,75   W / ( m   .   K ) :

Conseguimos! Show de bola!

Resposta

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