Numa cidade nos Estados Unidos, a temperatura atingiu -20^circ C no inverno. A temperatura interna é de 23^circ C e está estabilizada pelo um aquecedor residencial. Calcule a taxa de perde do calor para uma parede de tijolo com dimensões de 6 m times 4 m, cuja espessura é 15 cm .

Passo 1

Beleza, aqui a ideia é calcular a taxa de perda de calor por condução numa parede de tijolo. O conteúdo é condução de calor (Lei de Fourier). Pra resolver, a gente vai precisar de:
• A diferença de temperatura entre dentro e fora (ΔT).
• A área da parede (A).
• A espessura da parede (L).
• A condutividade térmica do tijolo (k), que a gente assume típica de ≃0,6 W/(m·K).

Passo 2

A teoria é a Lei de Fourier para condução estacionária:
Qt = k,A,Tint - TextL
Isso diz que o fluxo de calor (potência) é proporcional à condutividade do material, à área, à diferença de temperatura e inversamente proporcional à espessura.

Passo 3

Vamos achar cada coisa:
  1. ΔT = Trm int-Trm ext = 23^circrm C - (-20^circrm C)=43,K.
  2. A = largura×altura = 6 m × 4 m = 24 m².
  3. L = 15 cm = 0,15 m.
  4. k (tijolo) ≃ 0,6 W/(m·K).
Substituindo na fórmula:
Qt = 0,6;rm Wrm m,K;times 24;rm m^2;times43;rm K0,15;rm m

Passo 4

Calculemos em partes:
0,6times24 = 14,4
14,4times43 = 619,2
619,2 / 0,15 approx 4128
Então
Qtapprox 4,13times10^3 rm W

Resposta

A parede perde calor a uma taxa de cerca de 4,13,kW.

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