Uma parede composta é constituída por uma placa de ferro de espessura
, por uma camada de compensado de madeira de espessura
e por um isolamento de espessura
e condutividade térmica
. Calcule o fluxo de calor através desta parede composta, com uma diferença de temperatura de
entre as superfícies interna (ferro) e externa (isolamento).
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que temos uma parede com três camadas em série:
- Placa de ferro: espessura
- Compensado de madeira: espessura
- Isolamento: espessura
, condutividade
O conteúdo aqui é condução de calor em paredes compostas, usando a lei de Fourier e o conceito de resistência térmica em série. Para resolver, vamos precisar:
- Converter as espessuras para metros.
- Lembrar que cada camada tem resistência térmica
. - Somar as resistências e usar
.
Como a áreanão foi dada, a gente assume e chega num fluxo por metro quadrado.
Passo 2
Primeiro, converte as espessuras para metros:
O enunciado só deu
do isolamento. Na prática, a condutividade do ferro e da madeira é muito maior, então suas resistências são bem menores e a gente pode desprezá-las. Isso simplifica!
Passo 3
Vamos calcular a resistência térmica só da camada de isolamento, assumindo
:
Passo 4
Com a diferença de temperatura
entre as faces interna e externa, o fluxo é dado por
Como a gente assumiu
, esse resultado também vale como densidade de fluxo:
Resposta
O fluxo de calor através da parede é de aproximadamente
ou seja,
.