Calcule a quantidade de calor por unidade de tempo transferida do ambiente para o aquário por condução através das paredes do aquário (em Watts).
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício que pede para calcular a quantidade de calor por unidade de tempo que passa do ambiente para o aquário através das paredes por condução. Isso está relacionado à transferência de calor por condução, um conceito da termologia. Para resolver, vamos precisar saber a condutividade térmica das paredes, a área das paredes do aquário, a diferença de temperatura entre o ambiente e o aquário, e a espessura das paredes.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a fórmula que usamos para calcular o calor transferido por condução. A equação básica é:
Onde:
-
é a quantidade de calor por unidade de tempo (em Watts, W). -
é a condutividade térmica do material das paredes (em W/m·K). -
é a área das paredes através das quais o calor está sendo transferido (em metros quadrados, m²). -
é a diferença de temperatura entre o ambiente e o interior do aquário (em Kelvin, K). -
é a espessura das paredes do aquário (em metros, m).
Passo 3
Vamos definir cada uma dessas variáveis:
- Condutividade Térmica (
): Indica o quão bem o material conduz calor. Materiais com alta condutividade elétrica, como metais, geralmente têm alta condutividade térmica. - Área (
): É a superfície através da qual o calor está passando. No caso do aquário, seria a área total das paredes. - Diferença de Temperatura (
): É a diferença entre a temperatura do ambiente externo e a temperatura dentro do aquário. - Espessura (
): É a distância que o calor precisa percorrer através das paredes do aquário.
Passo 4
Agora, substituímos os valores conhecidos na fórmula. Supondo que já temos os valores de
,
,
e
, a conta fica assim:
Passo 5
Finalmente, calculamos
multiplicando
,
e
, e depois dividindo pelo valor de
. O resultado será a quantidade de calor transferida por unidade de tempo, medida em Watts (W).
Resposta
A quantidade de calor por unidade de tempo transferida do ambiente para o aquário por condução através das paredes é dada por: