Um ambiente que se encontra a
, recebe calor do ambiente externo, que está a
. Qual a quantidade de calor recebido? Sabe-se que as paredes tem uma área total de
. O coeficiente de transferência de calor por convecção no lado interno é estimado em
. K , e no lado externo em
. K. As paredes são feitas de concreto, e têm 15 cm de espessura. Dados:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um problema de transferência de calor. A gente quer descobrir quanta energia térmica o ambiente interno está recebendo do ambiente externo. Para isso, vamos precisar usar conceitos de condução e convecção de calor, além de algumas fórmulas que envolvem coeficientes de transferência de calor.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que está acontecendo. A temperatura interna é de
e a externa é de
. O calor está passando pelas paredes do ambiente, que são de concreto com uma área total de
e 15 cm de espessura. Além disso, temos os coeficientes de transferência de calor por convecção no interior (
) e no exterior (
).
Passo 3
Para calcular a quantidade de calor transferido, precisamos encontrar o coeficiente global de transferência de calor (
). Esse coeficiente leva em conta tanto a condução pelo material das paredes quanto a convecção nos lados interno e externo.
A fórmula para calcular
é:
Onde:
-
é o coeficiente de convecção interno, -
é a espessura da parede, -
é a condutividade térmica do material, -
é o coeficiente de convecção externo.
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula:
Calculando cada termo:
Somando tudo:
Então,
Passo 5
Agora que temos o coeficiente global de transferência de calor (
), podemos calcular a quantidade de calor transferido (
) usando a fórmula:
Onde:
-
é a área das paredes, -
é a diferença de temperatura entre o exterior e o interior.
Substituindo os valores:
Resposta
A quantidade de calor recebida pelo ambiente interno é de aproximadamente
.