PROBLEMA 1: Um equipamento condicionador de ar deve manter uma sala, de 15 m de comprimento, 6 m de largura e 3 m de altura a
. As paredes da sala, de 25 cm de espessura são feitas de tijolos com condutividade térmica de
e a área das janelas e portas podem ser consideradas desprezíveis. A face externa das paredes pode estar até a
em um dia de verão. Desprezando a troca de calor pelo piso e pelo teto, que estão bem isolados, pedese o calor a ser extraído da sala pelo condicionador.
Passo 1
O enunciado pede para calcular o fluxo de calor que entra por condução através das paredes de uma sala de dimensões 15 m × 6 m × 3 m, mantida a 22 °C internamente, com a face externa das paredes a 40 °C. Vamos usar a lei de Fourier para condução estacionária em paredes planas, desprezando piso e teto.
Passo 2
Para aplicar a lei de condução, precisamos da área total das quatro paredes. Duas paredes medem 15 m de comprimento por 3 m de altura, e as outras duas medem 6 m por 3 m. Calculamos:
Passo 3
Agora usamos a lei de Fourier para fluxo de calor unidimensional:
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Passo 4
Substituindo os valores:
Resposta
O condicionador de ar deve extrair aproximadamente 11,6 kW da sala.