Qual a taxa de perda de energia em watts por metro quadrado através de uma janela de vidro de 3 mm de espessura se a temperatura externa é
e a temperatura interna é
?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma janela de vidro de 3 mm de espessura e precisa descobrir qual é a taxa de perda de energia, em watts por metro quadrado, quando a temperatura externa é 0°C e a interna é 25°C. Isso é um lance de condução de calor, onde o calor passa de um lado pro outro do material.
Passo 2
Para calcular isso, usamos a Lei da Condução de Calor de Fourier. A fórmula básica é:
Onde:
- $ q $ é a taxa de perda de energia por metro quadrado (W/m²).
- $ k $ é a condutividade térmica do material (para vidro, geralmente é cerca de 1 W/(m·K)).
- $ \Delta T $ é a diferença de temperatura entre os lados (em °C ou K, já que a diferença é a mesma).
- $ d $ é a espessura do material (em metros).
Passo 3
Primeiro, precisamos garantir que todas as unidades estejam certinhas:
- A espessura está em milímetros, então convertemos pra metros: 3 mm = 0,003 m.
- A diferença de temperatura já está em °C: 25°C - 0°C = 25°C.
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na fórmula:
Fazendo a conta:
Resposta
A taxa de perda de energia através da janela é de aproximadamente 8333,33 W/m².