Uma parede de concreto, com área superficial de 20 m^2 e espessura de 0,25 m, separa uma sala com ar condicionado do ar ambiente. A superfície interna da parede é mantida a 25^circ C e a condutividade térmica do concreto é 1 W / mK. Determine a taxa de calor perdida através da parede para as temperaturas da superfície externa de -15^circ C e 38^circ C, que correspondem aos extremos atingidos no inverno e no verão. Comente os resultados.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos uma parede de concreto com área superficial dot Q = k,A,Ti - TeL, , espessura e condutividade térmica . A superfície interna está a e a externa varia entre (inverno) e (verão).
Conteúdo: transferência de calor por condução unidimensional em regime estacionário.
O que vamos precisar: a lei de Fourier para condução, que diz

Passo 2

Aplicando para o caso de inverno, com De:
  1. Calcular a diferença de temperatura:
dot Qrm inv = k,A,De
  1. Substituir na lei de Fourier:
Isso quer dizer que, no inverno, o calor sai do lado quente (interno) para o frio (externo) a 3,2 kW.

Passo 3

Agora o caso de verão, com De:
  1. Diferença de temperatura:
|dot Qrm ver| = k,A,|De
O sinal negativo indica que o fluxo inverte (entra calor).
2) Módulo da taxa de calor:
Ou seja, entra cerca de 1,04 kW do lado externo para o interno.

Passo 4

Comentário:
– No inverno a perda é bem maior (3,2 kW) do que o ganho no verão (1,04 kW).
– Isso mostra que, sem isolamento, sua casa exige muito mais potência de aquecimento no frio do que de refrigeração no calor.

Resposta

dot Qrm inv = 3200 W, dot Qrm ver = 1040 W (entrando)

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