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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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 \(\boxed{1,2\text{ HP}}\).
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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