Uma estufa está à temperatura de 40^circ C, quando no exterior a temperatura é de 0^circ C. As paredes da estufa são constituídas de placas de vidro de espessura de 2 mm e área de 2500 cm^2. Qual o calor transmitido em cada segundo através da placa de vidro? (Coeficiente de condutividade térmica do vidro =0,0015 cals cm ^circ C ) Resp: 750 cal

Passo 1

O enunciado dá uma estufa a 40^circC e o exterior a 0^circC. As paredes são placas de vidro de espessura 2,mm e área 2500,c m^2. Queremos o calor transmitido por segundo por condução térmica. O conteúdo da matéria é a Lei de Fourier para condução estacionária.

Passo 2

A Lei de Fourier diz que o fluxo de calor por condução é
Qt = k,A,De<a TL,
onde Qt é o calor por segundo, k é o coeficiente de condutividade térmica, A a área, De<a T a diferença de temperatura e L a espessura.

Passo 3

Precisamos de todas as grandezas em unidades compatíveis com k=0,0015, calscdot cmcdot ^circ C. A espessura é dada em milímetros, então
L = 2 mm = 0,2 cm

Passo 4

A diferença de temperatura é
De<a T = 40^circ C - 0^circ C = 40^circ C,
e a razão área/espessura é
AL = 2500 cm^20,2 cm = 12500 cm
Substituindo em Qt=k,A,De<a TL temos
Qt = 0,0015 times 12500 times 40

Passo 5

Calculando:
0,0015 times 12500 = 18,75 Longrightarrow 18,75 times 40 = 750
Logo Qt=750, cal/s.

Resposta

O calor transmitido em cada segundo é de 750, cal.

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