Exercicios de sala para
TVC (Fenômenos 2025-1)
Numa casa umu pais trio, a temperatura na smerficie interna de una parede de um quarto de dormir está a
, enquanto que no ar, do lado de fora da casa, a remperatura é de
. A superficie da parede mede
e os coeficientes medios de transferencia de calor entre o ar e as superficies da parede dentro do quarto e fora da casa são, respectivamente, iguais a
e
. Sabendo que o valor da condutividade térmica do material da parede é igual a
, determine a espessura da parede para que a remperatura do ar dentro do quarto seja igual a
. Considere o problema no estado estacionário. Despreze a radiação.
Numa casa umu pais trio, a temperatura na smerficie interna de una parede de um quarto de dormir está a
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações no regime estacionário:
– Temperatura do ar dentro do quarto .
– Temperatura da superfície interna da parede .
– Temperatura do ar externo .
– Área da parede .
– Coeficientes de convecção interna e externa e
.
– Condutividade térmica do material .
– Temperatura do ar dentro do quarto
– Temperatura da superfície interna da parede
– Temperatura do ar externo
– Área da parede
– Coeficientes de convecção interna e externa
– Condutividade térmica do material
Precisamos usar o modelo de resistências térmicas em série: convecção interna, condução pela espessura
e convecção externa, e calcular
de modo que o fluxo de calor seja consistente com a queda de temperatura medida na superfície interna.
Passo 2
Calculamos o fluxo de calor
a partir da convecção interna, pois conhecemos
e
:
Passo 3
Escrevemos o circuito térmico total:
Como
, tem-se
Logo
Passo 4
Da definição de resistência de condução
, isolamos a espessura
:
Resposta
A espessura da parede deve ser aproximadamente
para que, em regime estacionário, a temperatura do ar interno seja
.