Considere uma parede de
em um frigorífico. Para uma diferença de temperatura de 25
entre a superfície externa e interna, calcule a perda térmica através de 22 cm de espessura de: (a) concreto (kconcreto
); (b) espuma de poliuretano (kpoliuretano
). ©Qual a redução percentual da perda na parede de concreto, se sobre ela for colocada 20 cm de espuma de poliuretano?
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem uma parede de 10 m × 2 m (ou seja, área A = 20 m²), e a diferença de temperatura entre dentro e fora é de ΔT = 25 °C.
O que precisamos:
O que precisamos:
- Aplicar a lei de Fourier para condução estacionária:
Q = k·A·ΔT / L - Para camadas em série (quando adicionamos espuma sobre o concreto), calcular resistências térmicas e usar:
R_total = L₁/(k₁·A) + L₂/(k₂·A),
Q = ΔT / R_total.
Passo 2
Primeiro, confirma a área da parede:
A = 10 m × 2 m = 20 m².
A lei de Fourier diz que a taxa de calor (perda térmica) por condução é
A = 10 m × 2 m = 20 m².
A lei de Fourier diz que a taxa de calor (perda térmica) por condução é
onde k é a condutividade, L a espessura e ΔT a diferença de temperatura.
Passo 3
(a) Concreto (k = 1{,}17 W/m·K, L = 0{,}22 m):
Passo 4
(b) Espuma de poliuretano (k = 0{,}035 W/m·K, L = 0{,}22 m):
Passo 5
© Concreto (0{,}22 m) + poliuretano (0{,}20 m) em série:
- Calcula as resistências térmicas individuais:
- Resistência total:
- Nova perda térmica:
- Redução percentual em relação ao concreto puro:
Resposta
(a) Q_concreto ≈ 2 659 W
(b) Q_poliuretano ≈ 79,5 W
© Colocando 20 cm de espuma sobre o concreto, a perda fica ≈84,7 W, ou seja, uma redução de ≈96,8%.
(b) Q_poliuretano ≈ 79,5 W
© Colocando 20 cm de espuma sobre o concreto, a perda fica ≈84,7 W, ou seja, uma redução de ≈96,8%.