Um prédio recebe no verão, uma brisa leve. Uma taxa de energia solar total de 450 W incide sobre a parede externa. Destes, 100 W são absorvidos pela parede, sendo o restante dissipado para o ambiente por convecção. O ar ambiente, a 27^circ C, escoa pela parede a uma velocidade tal que o coeficiente de transferência de calor é estimado em 50 W / m^2 K. Estime a temperatura da parede.
k
L t=theta cdot LR cdot A

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o enunciado diz e o que a gente precisa para resolver.
  • Recebemos uma taxa de energia solar de 450 W (por metro quadrado, vamos assumir área igual a 1 m² pra simplificar).
  • Desse total, apenas 100 W são efetivamente “absorvidos” pela parede; o resto é jogado fora por convecção para o ar ambiente.
  • O ar está a 27 °C e, por causa da brisa, o coeficiente de convecção é Qconv = h,A,(Ts - Tinfty).
  • Objetivo: descobrir a temperatura da face externa da parede .
Conteúdo: transferência de calor por convecção, equação básica
A gente vai precisar isolar .

Passo 2

Primeiro, quanto de energia sai por convecção?
Da energia que incide (450 W), só 100 W ficam “armazenados” na parede, então o que é dissipado por convecção é:
Qconv = 450 W - 100 W = 350 W
Como a área considerada é 1 m², fica .

Passo 3

Agora aplicamos a fórmula da convecção:
Qconv = h,A,(Ts - Tinfty)
Isolando a diferença de temperatura De:

Passo 4

Sabendo Ts = Tinfty + De e que o ar está a , temos

Resposta

A temperatura da parede, em regime, fica aproximadamente .

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