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.
ar ambiente, a
, escoa pela parede a uma velocidade tal que o coeficiente de transferência de calor é estimado em
. Estime a temperatura da parede.
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
. - 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:
Da energia que incide (450 W), só 100 W ficam “armazenados” na parede, então o que é dissipado por convecção é:
Como a área considerada é 1 m², fica
.
Passo 3
Agora aplicamos a fórmula da convecção:
Isolando a diferença de temperatura
:
Passo 4
Sabendo
e que o ar está a
, temos
Resposta
A temperatura da parede, em regime, fica aproximadamente
.