Uma placa térmica composta possui área de
e foi construída com
de espessura de espuma de poliuretano (
) e
de espessura de vidro (
). A diferença de temperatura entre as faces da placa é de 36°C. A taxa de transmissão de calor através da placa será:
A) 88 W ;
B) 231 W ;
C) 71 W ;
D) 321 W ;
E) 131 W .
A) 88 W ;
B) 231 W ;
C) 71 W ;
D) 321 W ;
E) 131 W .
Passo 1
Beleza, vamos lá. O enunciado diz que temos uma placa composta de duas camadas em série: espuma de poliuretano (espessura 5,1 cm, k₁=0,024 W/m·K) e vidro (espessura 2 cm, k₂=1,0 W/m·K), área A=7,8 m² e diferença de temperatura ΔT=36 °C entre as faces.
Conteúdo: condução de calor em regime estacionário por camadas em série.
O que precisaremos:
Conteúdo: condução de calor em regime estacionário por camadas em série.
O que precisaremos:
- Lei de Fourier para fluxo de calor estacionário:
- Conceito de resistência térmica de cada camada:
- Para camadas em série:
Passo 2
Primeiro converto as espessuras para metros:
L₁ = 5,1 cm = 0,051 m (espuma)
L₂ = 2 cm = 0,02 m (vidro)
L₁ = 5,1 cm = 0,051 m (espuma)
L₂ = 2 cm = 0,02 m (vidro)
Agora calculo cada resistência térmica:
R₁ = L₁/(k₁·A) = 0,051 m / (0,024 W/m·K · 7,8 m²)
R₁ = L₁/(k₁·A) = 0,051 m / (0,024 W/m·K · 7,8 m²)
R₂ = L₂/(k₂·A) = 0,02 m / (1,0 W/m·K · 7,8 m²)
Passo 3
Somando as resistências:
Agora uso
:
Resposta
A taxa de transmissão de calor através da placa é aproximadamente 131 W, ou seja, alternativa E.