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 0^circ C e a temperatura interna é 25^circ C?

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:
q = k cdot De
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:
q = 1 , W/(m·K) times 25 , °C0,003 , m = 250,003 , W/m² ²
Fazendo a conta:
q = 8333,33 , W/m² ²

Resposta

A taxa de perda de energia através da janela é de aproximadamente 8333,33 W/m².

Exercícios relacionados