Um depósito com materiais hospitalares tem uma parede formada pelos seguintes materiais: uma camada de tijolo T, comum ( K=0,69 w / m^circ C ) de 22 cm e uma cada de gesso ( K =0,48 w / m^circ C ) de 8 cm . Qual a taxa de transferência de calor por unidade de área, se a face externa está a 38 ^circ C, enquanto a face interna está a 22^circ C ? (R: 146,18 W / m K)

Passo 1

O exercício diz que temos uma parede com duas camadas em série:
  • Tijolo: espessura , condutividade térmica
  • Gesso: espessura , condutividade térmica
A face externa está a e a interna a .
Conteúdo: condução de calor em paredes compostas (resistências térmicas em série).
O que vamos precisar:
  1. Entender resistência térmica de cada camada: .
  2. Somar as resistências para achar a resistência total.
  3. Usar .

Passo 2

Teoria básica de condução térmica unidimensional em parede plana:
Quando dois materiais estão em série, a diferença de temperatura total Ri = Liki se “divide” nas duas camadas segundo suas resistências térmicas.
Cada resistência é
Rtotal = R1 + R2
e a resistência total é

Passo 3

Calcular R1 = L1k1 = 0,220,69 approx 0,3188;m^2cdot^circ C/W, (tijolo) e R2 = L2k2 = 0,080,48 approx 0,1667;m^2cdot^circ C/W (gesso):

Passo 4

Somar as resistências:
Rtotal = R1 + R2 approx 0,3188 + 0,1667 = 0,4855;m^2cdot^circ C/W

Passo 5

Agora, a taxa de transferência de calor por área (fluxo de calor) é
dot qA = De

Resposta

A taxa de transferência de calor por unidade de área é aproximadamente
boxed32,96;W/m^2

Exercícios relacionados