Um contêiner refrigerado tem a forma de um cubo com 2 m de lado e paredes de alumínio de 5 mm de espessura isoladas com uma camada de cortiça de 10 cm . Durante a operação estável, as temperaturas nas superficies interna e externa do contêiner são medidas como sendo
e
, respectivamente. Determine a carga de resfriamento do refrigerador. Assumir:
e
.
Passo 1
O enunciado descreve um contêiner cúbico de lado
cujas paredes são formadas por duas camadas planas em série: alumínio de espessura
e cortiça de espessura
. Durante regime estacionário mediu‐se a temperatura da face interna em
e da face externa em
. Queremos a potência de resfriamento
(carga térmica) necessária para manter esse gradiente, usando condução de calor unidimensional e tratando as seis faces do cubo como caminhos térmicos iguais em paralelo.
Passo 2
Calculamos a área de cada face do cubo:
A diferença de temperatura total através das camadas é
Passo 3
Para condução unidimensional em regime estacionário, a resistência térmica de cada camada é
Logo, para o alumínio e para a cortiça em cada face:
Passo 4
A resistência total em série por face é
A potência que atravessa uma face vale
Como há 6 faces em paralelo, a carga total é
Resposta
A carga de resfriamento do refrigerador é aproximadamente
.