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- Uma parede de 0,3m de espessura é feita de um material que tem uma condutibilidade térmica de 0,75 kcal/h m ºC. O calor transmitido por condução,...

- Uma parede de 0,3m de espessura é feita de um material que tem uma condutibilidade térmica de 0,75 kcal/h m ºC. O calor transmitido por condução, por unidade de tempo, através dessa parede deve ser reduzido colocando-se sobre um lado uma camada de material isolante com uma condutibilidade térmica média de 0,3 kcal/h m ºC. Admitindo que a temperatura das superfícies externa da parede composta é de 40ºC, a temperatura do ar externo é de 35ºC e o coeficiente convectivo, igual a 320 kcal/ h m2 K, calcule a espessura do material isolante colocado para garantir o fluxo de calor projetado. A temperatura entre as paredes é igual a 504°C (R: 8,8 cm)

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Para calcular a espessura do material isolante necessário para garantir o fluxo de calor projetado, podemos utilizar a equação da resistência térmica: R = L / k Onde: R = resistência térmica L = espessura do material k = condutividade térmica Para a parede composta, temos duas resistências térmicas em série: a da parede de 0,3m e a do material isolante. Assim, temos: R_total = R_parede + R_isolante A resistência térmica da parede é dada por: R_parede = L_parede / k_parede Substituindo os valores, temos: R_parede = 0,3 / 0,75 = 0,4 ºC/kcal A resistência térmica do material isolante é dada por: R_isolante = L_isolante / k_isolante Substituindo os valores, temos: R_isolante = L_isolante / 0,3 A resistência térmica total é dada por: R_total = L_parede / k_parede + L_isolante / k_isolante Substituindo os valores, temos: R_total = 0,4 + L_isolante / 0,3 O fluxo de calor é dado por: q = (T1 - T2) / (R_total + R_conv) Onde: T1 = temperatura da superfície externa T2 = temperatura do ar externo R_conv = resistência térmica por convecção Substituindo os valores, temos: q = (40 - 35) / (0,4 + L_isolante / 0,3 + 1 / 320) Simplificando, temos: q = 150 / (0,4 + L_isolante / 0,3 + 0,003125) Isolando L_isolante, temos: L_isolante = (0,3 / q) - 0,4 - 0,003125 Substituindo os valores, temos: L_isolante = (0,3 / 150) - 0,4 - 0,003125 L_isolante = 0,0088 m Portanto, a espessura do material isolante necessário para garantir o fluxo de calor projetado é de 8,8 cm.
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