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As paredes de um refrigerador são tipicamente construídas de dois painéis de metal envolvendo uma camada de isolamento. Considere uma camada de iso...

As paredes de um refrigerador são tipicamente construídas de dois painéis de metal envolvendo uma camada de isolamento. Considere uma camada de isolamento feita de fibra de vidro (k = 0,046 W/mºC) cuja espessura é de 50 mm, colocada entre duas folhas de metal (k = 60 W/mºC) cada uma com 3 mm de espessura. Se a parede separa o ar frio a 4 ºC do ar ambiente a 25 ºC, qual o calor recebido por unidade de área, considerando-se que os coeficientes convectivos interno e externo são iguais a 5 W/m2ºC.

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Para calcular o calor recebido por unidade de área, podemos utilizar a Lei de Fourier da condução térmica: q = (k * A * (T1 - T2)) / d Onde: q = calor recebido por unidade de área (W/m²) k = condutividade térmica (W/mºC) A = área da parede (m²) T1 = temperatura do ar frio (ºC) T2 = temperatura do ar ambiente (ºC) d = espessura da parede (m) Podemos calcular a condutividade térmica efetiva da parede utilizando a fórmula: 1/kef = (1/2k) + (d1/ln(d2/d1k) + (d3/ln(d4/d3k)) Onde: d1 e d3 = espessura das folhas de metal (m) d2 e d4 = espessura das folhas de metal mais a camada de isolamento (m) Substituindo os valores, temos: d1 = d3 = 0,003 m d2 = d4 = 0,003 + 0,050 + 0,003 = 0,056 m k = 60 W/mºC kef = 0,235 W/mºC A área da parede não foi informada na pergunta, portanto, não é possível calcular o calor recebido por unidade de área. No entanto, podemos calcular o fluxo de calor através da parede, que é dado por: q/A = kef * (T1 - T2) / d Substituindo os valores, temos: q/A = 5,02 W/m² Portanto, o fluxo de calor através da parede é de aproximadamente 5,02 W/m².

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