ENADE - Engenharia - 2017) Um aparelho de ar-condicionado é instalado em uma sala, sem janelas, de 12 m de comprimento, 5 m de largura e 3 m de alt...

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ENADE - Engenharia - 2017) Um aparelho de ar-condicionado é instalado em uma sala, sem janelas, de 12 m de comprimento, 5 m de largura e 3 m de altura. As paredes da sala têm 20 cm de espessura e são feitas de tijolos com condutividade térmica de 0,50 W/ m°C. Já o piso e o teto são muito bem isolados e suas trocas de calor são desprezíveis. O aparelho deve manter o interior da sala a uma temperatura de 21 °C, mesmo quando o ambiente externo esteja a uma temperatura de 41 °C. Nesse contexto, qual a quantidade aproximada de calor a ser extraída da sala, em kW, na unidade de tempo, pelo aparelho de ar-condicionado?

Fenômenos de Transporte I

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ESTÁCIO EAD

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Jonathan Mascarenhas

31/05/2023

Ed · Answer

Para calcular a quantidade de calor a ser extraída da sala pelo aparelho de ar-condicionado, é necessário utilizar a equação:

Q = m.c.ΔT

Onde:
Q = quantidade de calor a ser extraída (em Joules)
m = massa de ar na sala (em kg)
c = capacidade térmica do ar (em J/kg°C)
ΔT = diferença de temperatura entre o interior e o exterior da sala (em °C)

Para calcular a massa de ar na sala, é necessário multiplicar o volume da sala pela densidade do ar:

m = V.ρ

Onde:
V = volume da sala (em m³)
ρ = densidade do ar (em kg/m³)

Assumindo que a pressão e a umidade do ar sejam constantes, a densidade do ar pode ser considerada como 1,2 kg/m³.

Substituindo os valores na equação, temos:

V = 12 x 5 x 3 = 180 m³
m = V.ρ = 180 x 1,2 = 216 kg

A capacidade térmica do ar pode ser considerada como 1 kJ/kg°C.

ΔT = 41 - 21 = 20 °C

Q = m.c.ΔT = 216 x 1 x 20 = 4320 kJ

Para converter kJ em kW, é necessário dividir o valor por 3600 (número de segundos em uma hora):

4320 / 3600 = 1,2 kW

Portanto, a quantidade aproximada de calor a ser extraída da sala, em kW, na unidade de tempo, pelo aparelho de ar-condicionado é de 1,2 kW.

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