Uma parede de concreto em um prédio comercial tem uma área superficial de 30 m^2 e uma espessura de 0,30 m. No inverno, o ar ambiente (interno) deve ser mantido a 35^circ C enquanto o ar externo encontra-se a -15^circ C. Qual é a perda de calor através da parede? A condutividade do concreto é de 1 W / m K.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que está sendo pedido. Temos uma parede de concreto com uma área de 30 metros quadrados e uma espessura de 0,30 metros. No inverno, a temperatura interna é de 35°C e a externa é de -15°C. Queremos descobrir quanta energia térmica está sendo perdida através dessa parede. Para resolver isso, vamos usar o conceito de condução de calor na termodinâmica, especificamente a Lei de Fourier.

Passo 2

Primeiro, precisamos identificar todos os valores que já temos e o que precisamos encontrar. Sabemos que:
  • Área da parede,
  • Espessura da parede,
  • Temperatura interna,
  • Temperatura externa,
  • Condutividade térmica do concreto,
O que queremos encontrar é a perda de calor, que chamaremos de .

Passo 3

Agora, vamos relembrar a fórmula da Lei de Fourier para condução de calor:
Q = k cdot A cdot De
Onde:
  • é a perda de calor (em watts, W)
  • é a condutividade térmica do material (em W/m.K)
  • é a área da parede (em m²)
  • é a diferença de temperatura entre os dois lados da parede (em °C ou K)
  • é a espessura da parede (em metros)

Passo 4

Vamos calcular a diferença de temperatura, De:

Passo 5

Agora, substituímos todos os valores na fórmula da Lei de Fourier:
Q = 1 , W/mK times 30 , m^2 times 50 , °C0,30 , m

Passo 6

Vamos simplificar os cálculos passo a passo:
Primeiro, multiplicamos 1 times 30 times 50 = 1500 , Q = 15000,30 = 5000 , W e :
Depois, dividimos pelo :

Resposta

A perda de calor através da parede é de 5000 watts (W).

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