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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?
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Praticando Para Aprender

há 6 meses

Respostas

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há 6 meses

Para calcular a quantidade de calor que o aparelho de ar-condicionado precisa extrair da sala, podemos usar a fórmula da transferência de calor através de uma parede: \[ Q = \frac{k \cdot A \cdot \Delta T}{d} \] onde: - \( Q \) é a quantidade de calor (em Watts), - \( k \) é a condutividade térmica do material (0,50 W/m°C), - \( A \) é a área da parede (em m²), - \( \Delta T \) é a diferença de temperatura (em °C), - \( d \) é a espessura da parede (em metros). 1. Calculando a área das paredes: - A sala tem 4 paredes. As dimensões são 12 m x 3 m e 5 m x 3 m. - Área das paredes longas: \( 2 \cdot (12 \cdot 3) = 72 \, m² \) - Área das paredes curtas: \( 2 \cdot (5 \cdot 3) = 30 \, m² \) - Área total das paredes: \( 72 + 30 = 102 \, m² \) 2. Calculando a diferença de temperatura: - \( \Delta T = 41°C - 21°C = 20°C \) 3. Espessura da parede: - \( d = 20 \, cm = 0,20 \, m \) 4. Substituindo na fórmula: \[ Q = \frac{0,50 \cdot 102 \cdot 20}{0,20} = \frac{1020}{0,20} = 5100 \, W \] 5. Convertendo para kW: \[ Q = 5,1 \, kW \] Portanto, a quantidade aproximada de calor a ser extraída da sala, em kW, na unidade de tempo, pelo aparelho de ar-condicionado é 5,1 kW. A alternativa correta é: 5,1.

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