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Um equipamento condicionador de ar deve manter uma sala, de 63 m2 a 18 oC. As paredes da sala, de 25 cm de espessura, são feitas de tijolos com condut

Um equipamento condicionador de ar deve manter uma sala, de 63 m2 a 18 oC. As paredes da sala, de 25 cm de espessura, são feitas de tijolos com condutividade térmica de 0,14 Kcal/h.m.oC e a área das janelas podem ser consideradas desprezíveis. A face externa das paredes pode estar até a 40 oC em um dia de verão. Desprezando a troca de calor pelo piso e pelo teto, que estão bem isolados, pede-se assinalar a questão que revela, aproximadamente, o calor a ser extraído da sala pelo condicionador em HP.            

Dado: 1HP = 641,2 Kcal/h

10,2 HP

8,2 HP

1,2 HP

5,0 HP

3,9 HP

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franciscobernardo_1745@hotmail.com 26033184

Para resolver este problema, devemos colocar em prática nosso conhecimento sobre Fenômenos dos Transportes, mais especificamente sobre taxa de fluxo de calor. Para tanto, faremos uso da seguinte equação:

\(P_{\text{cond}}=\dfrac{K\cdot A \cdot \Delta T}{L},\)

em que \(P_{\text{cond}}\) é o fluxo de calor por condução; \(K\) a condutividade térmica do material; \(A\) a área de superfície; \(\Delta T\) a variação de temperatura; e \(L\) a espessura do material isolante.

No problema em questão, sabemos que \(K=0,14\text{ } \dfrac{\text {Kcal}}{\text h\cdot \text m \cdot \text {°C}}\), \(A=63\text{ m}^2\)e \(L=25\text{ cm}=0,25\text{ m}\). Com base nos valores da temperatura externa e interna, calcula-se a variação da temperatura:

\(\begin{align} \Delta T&=40\text{ °C }- 18\text{ °C} \\&=22\text{ °C} \end{align}\)

Por fim, utilizando a equação citada, calcula-se o calor a ser extraído da sala pelo condicionador:

\(\begin{align} P_{\text{cond}}&=\dfrac{0,14\text{ } \frac{\text {Kcal}}{\text h\cdot \text m \cdot \text {°C}}\cdot 63\text{ m}^2 \cdot 22\text{ °C}}{0,25\text{ m}} \\&=776,16\text{ } \frac{\text{Kcal}}{\text h} \end{align}\)

Sabendo que \(1\text{ HP} = 641,2\text{ } \dfrac{\text{Kcal}}{\text h}\), obtém-se que:

\(\begin{align} P_{\text{cond}}&=776,16\text{ } \frac{\text{Kcal}}{\text h}\cdot \dfrac{\text{HP}}{641,2\text{ }\frac{\text{Kcal}}{\text{h}}} \\&\approx1,2 \text{ HP} \end{align}\)

Portanto, o calor a ser extraído da sala pelo condicionador é de \(\boxed{1,2\text{ HP}}\).

 

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RD Resoluções

Para resolver este problema, devemos colocar em prática nosso conhecimento sobre Fenômenos dos Transportes, mais especificamente sobre taxa de fluxo de calor. Para tanto, faremos uso da seguinte equação:

\(P_{\text{cond}}=\dfrac{K\cdot A \cdot \Delta T}{L},\)

em que \(P_{\text{cond}}\) é o fluxo de calor por condução; \(K\) a condutividade térmica do material; \(A\) a área de superfície; \(\Delta T\) a variação de temperatura; e \(L\) a espessura do material isolante.

No problema em questão, sabemos que \(K=0,14\text{ } \dfrac{\text {Kcal}}{\text h\cdot \text m \cdot \text {°C}}\), \(A=63\text{ m}^2\)e \(L=25\text{ cm}=0,25\text{ m}\). Com base nos valores da temperatura externa e interna, calcula-se a variação da temperatura:

\(\begin{align} \Delta T&=40\text{ °C }- 18\text{ °C} \\&=22\text{ °C} \end{align}\)

Por fim, utilizando a equação citada, calcula-se o calor a ser extraído da sala pelo condicionador:

\(\begin{align} P_{\text{cond}}&=\dfrac{0,14\text{ } \frac{\text {Kcal}}{\text h\cdot \text m \cdot \text {°C}}\cdot 63\text{ m}^2 \cdot 22\text{ °C}}{0,25\text{ m}} \\&=776,16\text{ } \frac{\text{Kcal}}{\text h} \end{align}\)

Sabendo que \(1\text{ HP} = 641,2\text{ } \dfrac{\text{Kcal}}{\text h}\), obtém-se que:

\(\begin{align} P_{\text{cond}}&=776,16\text{ } \frac{\text{Kcal}}{\text h}\cdot \dfrac{\text{HP}}{641,2\text{ }\frac{\text{Kcal}}{\text{h}}} \\&\approx1,2 \text{ HP} \end{align}\)

Portanto, o calor a ser extraído da sala pelo condicionador é de \(\boxed{1,2\text{ HP}}\).

 

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