Enunciado

Uma câmara de congelador é um espaço cúbico de lado igual a 2   m . Considere que a sua base seja perfeitamente isolada. Qual é a espessura mínima de um isolamento à base de espuma de estireno ( k = 0,030   W / ( m   .   K ) ) que deve ser usada no topo e nas paredes laterais para garantir uma carga térmica menor do que 500   W , quando as superfícies interna e externa estiveram a - 10 ° C e 35 ° C ?

Passo 1

Fala aí! Vamos resolver essa questão para fortalecer nossos conhecimentos? Partiu!

Bem, o enunciado pede pra gente a espessura mínima da espuma para fazer um isolamento com espuma, beleza?

Mas antes de tudo vamos começar anotando todos os nossos dados pra gente não se perder, ok?

W = 2   m k = 0,030   W / ( m   .   K ) T 1 = 35 ° C

T 2 = - 10 ° C q x = 500   W

Agora sim!

Passo 2

Vamos resolver então! Partiu relembrar a equação que relaciona nossos dados com a espessura:

q x = A   .   q x "

Ops! Precisamos da área do quadrado e do fluxo térmico! Podemos achar eles, assim olha só:

A = W 2 q x "   =   k   .   T 1 - T 2 L

Vamos substituir cada um, para resolver uma equação só, beleza?

q x = W 2   .     k   .   T 1 - T 2 L

Show de bola! Agora vamos observar quando o enunciado nos diz que é um cubo, e pede pra gente calcular a espessura do isolamento no topo e nas paredes… Hummm… Então teremos o seguinte:

q = 5   .   W 2   .     k   .   T 1 - T 2 L

Show? Agora é só isolar o que a gente quer, o nosso L :

L = 5   .   k   .   W 2   .   ( T 1 - T 2 )   q

E partiu resolver, pois temos todos os termos!!

L = 5   .   0,03   .   2 2   .   ( 35 - ( - 10 ) )   500

L = 0,054   m

Conseguimos! Já achamos a nossa espessura!

Resposta

L = 0,054   m

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