9) A parede de um edifício tem 30,5 cm de espessura e foi construída com um material de k = 1,31 W/m.K. Em dia de inverno as seguintes temperaturas...

Para calcular os coeficientes de película interno e externo à parede, é necessário utilizar a Lei de Resfriamento de Newton, que relaciona a taxa de transferência de calor por convecção com a diferença de temperatura entre o objeto e o fluido circundante. A equação é dada por: q = h * A * (Tf - Ts) Onde: - q é a taxa de transferência de calor por convecção (W); - h é o coeficiente de película (W/m².K); - A é a área da superfície (m²); - Tf é a temperatura do fluido circundante (oC); - Ts é a temperatura da superfície (oC). Para calcular o coeficiente de película interno, é necessário considerar a convecção entre o ar interior e a face interna da parede. Assim, temos: q = h_int * A * (T_int - T_int,s) Onde: - h_int é o coeficiente de película interno (W/m².K); - T_int é a temperatura do ar interior (oC); - T_int,s é a temperatura da face interna da parede (oC). Para calcular o coeficiente de película externo, é necessário considerar a convecção entre o ar exterior e a face externa da parede. Assim, temos: q = h_ext * A * (T_ext,s - T_ext) Onde: - h_ext é o coeficiente de película externo (W/m².K); - T_ext,s é a temperatura da face externa da parede (oC); - T_ext é a temperatura do ar exterior (oC). Para calcular os coeficientes de película, é necessário calcular a taxa de transferência de calor por convecção em cada caso. Para isso, é necessário calcular a área da superfície e a diferença de temperatura entre o objeto e o fluido circundante. A área da superfície é dada por: A = L * H Onde: - L é a largura da parede (m); - H é a altura da parede (m). A diferença de temperatura entre o objeto e o fluido circundante é dada por: Tf - Ts Onde: - Tf é a temperatura do fluido circundante (oC); - Ts é a temperatura da superfície (oC). Substituindo as equações acima na Lei de Resfriamento de Newton, temos: q = k * A * (Tf - Ts) / L Onde: - k é a condutividade térmica do material (W/m.K). Substituindo os valores fornecidos no enunciado, temos: Para o coeficiente de película interno: q = h_int * A * (T_int - T_int,s) q = k * A * (T_int - T_int,s) / L h_int = k * (T_int - T_int,s) / (L * (T_int - T_int,s) / (T_int - T_int,s)) h_int = k / (L / (T_int - T_int,s)) h_int = 1,31 / (0,305 / (21,1 - 13,3)) h_int = 23,8 W/m².K Para o coeficiente de película externo: q = h_ext * A * (T_ext,s - T_ext) q = k * A * (T_ext,s - T_ext) / L h_ext = k * (T_ext,s - T_ext) / (L * (T_ext,s - T_ext) / (T_ext,s - T_ext)) h_ext = k / (L / (T_ext,s - T_ext)) h_ext = 1,31 / (0,305 / (-6,9 - (-9,4))) h_ext = 34,5 W/m².K Portanto, os coeficientes de película interno e externo à parede são, respectivamente, 23,8 W/m².K e 34,5 W/m².K.