. Em uma indústria farmacêutica, pretende-se dimensionar uma estufa. Ela terá a forma cúbica de 1 m de lado e será construída de aço (k = 40 kcal/h...

a) Para calcular a resistência térmica exigida na parede da estufa, é necessário calcular a resistência térmica de cada camada e somá-las. A fórmula para calcular a resistência térmica é R = d/k, onde R é a resistência térmica, d é a espessura da camada e k é a condutividade térmica da camada. Assim, temos: - Resistência térmica do aço: R1 = 0,01 m / (40 kcal/h.m.ºC) = 0,00025 kcal/h.ºC - Resistência térmica da lã de vidro: R2 = 0,1 m / (0,08 kcal/h.m.ºC) = 1,25 kcal/h.ºC - Resistência térmica do plástico: R3 = 0,01 m / (0,2 kcal/h.m.ºC) = 0,05 kcal/h.ºC A resistência térmica total é dada pela soma das resistências térmicas de cada camada: Rt = R1 + R2 + R3 Rt = 1,3 kcal/h.ºC b) Para calcular a espessura da lã de vidro, é necessário utilizar a fórmula de perda de calor por condução: Q = (k . A . ΔT) / d Onde Q é a quantidade de calor perdida, k é a condutividade térmica, A é a área da superfície, ΔT é a diferença de temperatura e d é a espessura da camada. Sabemos que a perda de calor não pode ser superior a 10% do calor gerado, ou seja, a quantidade de calor perdida deve ser menor ou igual a 10% da quantidade de calor gerada pelas resistências elétricas. Assim, temos: Q = 0,1 . P Q = 0,1 . (R . i^2) Q = 0,1 . (100 . 10^2) Q = 1000 kcal/h A área da superfície da estufa é dada por A = 6 . (1 m)^2 = 6 m^2. A diferença de temperatura entre as faces interna e externa da parede é ΔT = 300 - 20 = 280 ºC. Substituindo os valores na fórmula de perda de calor por condução, temos: 1000 = (0,08 . 6 . 280) / d d = 1,68 m Portanto, a espessura da lã de vidro deve ser de aproximadamente 1,68 m.