Uma parede de tijolos (k=0,7 W / m^circ C) de 10 cm de espessura e 6 m^2 de área separa uma estufa de um ambiente externo. Dentro da estufa a temperatura é de 57^circ C e o ar está praticamente em repouso, de modo que o coeficiente convectivo de transferência de calor é igual a 10 W / m^2 ^circ C. Fora da estufa a temperatura é de -3^circ C e o coeficiente convectivo de 40 W / m^2 ^circ C. Determinar:
As resistências térmicas;

Passo 1

Beleza, olha só o problema resumido: a gente tem uma parede de tijolos com condutividade térmica
Rconv = 1h,A , espessura Rcond = Lk,A e área .
De um lado (dentro da estufa) a temperatura é com coeficiente de convecção
. Do outro lado (externo) e
.
Conteúdo envolvido: transferência de calor por convecção e condução, usando o conceito de resistência térmica.
Fórmulas que vamos usar:
  • Para convecção:
  • Para condução (parede):

Passo 2

Calcular a resistência interna (convecção na face interna):
Ri = 1hi,A = 110 W/(m^2,^circ C)times 6 m^2 = 160 = 0,0167 ^circC/W

Passo 3

Calcular a resistência de condução (através do tijolo):
Rcond = Lk,A = 0,10 m0,7 W/(m,^circ C)times 6 m^2 = 0,104,2 = 0,0238 ^circC/W

Passo 4

Calcular a resistência externa (convecção na face externa):
Ro = 1ho,A = 140 W/(m^2,^circ C)times 6 m^2 = 1240 = 0,00417 ^circC/W

Passo 5

Como as três resistências estão em série (convecção interna → condução → convecção externa), a resistência total é a soma:
Rtotal = Ri + Rcond + Ro = 0,0167 + 0,0238 + 0,00417 = 0,0447 ^circC/W

Resposta

R_i (convecção interna) = 0,0167 °C/W
R_cond (tijolo) = 0,0238 °C/W
R_o (convecção externa) = 0,00417 °C/W
R_total = 0,0447 °C/W

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