Questão 07. Uma sala de estúdio é mantida à temperatura de
e encontra-se separada de uma sala vizinha, à temperatura ambiente de
, por uma janela retangular de vidro, de
de espessura,
de altura por
de largura. Sabendo que a condutividade térmica do vidro é
, calcule o total de calorias transmitidas pela janela, após 2,1 minutos.
Passo 1
O enunciado trata de condução de calor estacionária através de uma parede plana de espessura constante. Vamos usar a lei de Fourier para fluxo de calor: a taxa de calor transferido é proporcional à condutividade térmica, à área e à diferença de temperatura, e inversamente proporcional à espessura.
Passo 2
Calcular a área da janela, dada a altura de
,m e a largura de
,m:
Passo 3
Aplicar a lei de Fourier para obter a potência térmica (em watts):
onde
,W/
,
,K e
,mm
,m. Logo,
Passo 4
Converter o tempo de
minutos para segundos:
Passo 5
Calcular a energia total transferida em joules:
Passo 6
Converter joules para calorias usando
,cal
,J:
Resposta
O total de calorias transmitidas pela janela em
minutos é aproximadamente
,cal.