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Determinar o fluxo de calor através de uma parede de concreto com brita de 24 cm de espessura, sabendo que esta parede separa um ambiente externo a 15°C de um ambiente interno mantido a 21°C. Dado: kconc= 1,4W/mK. A q' = - 0,35 W/m2 B q' = - 3,5 W/m2 C q' = - 35 W/m2 D q' = -350 W/m2

2 resposta(s) - Contém resposta de Especialista

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RD Resoluções Verified user icon

Há mais de um mês

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, o fluxo de calor consiste em \(\dfrac{P_{\text{cond}}}{A}\). Sabemos que \(K_{\text{conc}}=1,4\text{ }\dfrac{\text W}{\text m \cdot \text {K}}\) e \(L=24\text{ cm}=0,24\text{ m}\). Além disso, com base nos valores do ambiente externo e interno, calcula-se a variação da temperatura:

\(\begin{align} \Delta T&=15 \text{ °C }- 21\text{ °C} \\&=-6\text{ °C} \\&=-6\text{ K} \end{align}\)

Finalmente, calcula-se:

\(\begin{align} \dfrac{P_{\text{cond}}}{A}&=\dfrac{K\cdot \Delta T}{L} \\&=\dfrac{\left(1,4\text{ }\dfrac{\text W}{\text m \cdot \text {K}}\right)\cdot (-6\text{ K})}{0,24\text{ m}} \\&=-35\text{ }\frac{\text W}{\text m ^2} \end{align}\)

Portanto, o fluxo de calor através da parede de concreto é de \(\boxed{-35\text{ }\frac{\text W}{\text m ^2}}\) e, desta forma, está correta a alternativa C).

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, o fluxo de calor consiste em \(\dfrac{P_{\text{cond}}}{A}\). Sabemos que \(K_{\text{conc}}=1,4\text{ }\dfrac{\text W}{\text m \cdot \text {K}}\) e \(L=24\text{ cm}=0,24\text{ m}\). Além disso, com base nos valores do ambiente externo e interno, calcula-se a variação da temperatura:

\(\begin{align} \Delta T&=15 \text{ °C }- 21\text{ °C} \\&=-6\text{ °C} \\&=-6\text{ K} \end{align}\)

Finalmente, calcula-se:

\(\begin{align} \dfrac{P_{\text{cond}}}{A}&=\dfrac{K\cdot \Delta T}{L} \\&=\dfrac{\left(1,4\text{ }\dfrac{\text W}{\text m \cdot \text {K}}\right)\cdot (-6\text{ K})}{0,24\text{ m}} \\&=-35\text{ }\frac{\text W}{\text m ^2} \end{align}\)

Portanto, o fluxo de calor através da parede de concreto é de \(\boxed{-35\text{ }\frac{\text W}{\text m ^2}}\) e, desta forma, está correta a alternativa C).

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YODA

Há mais de um mês

q/A= q'= Kconc . (T2-T1)/(X2-X1)

T2= 15+273= 288K

T1= 21+273= 294K

X2= 24 cm ou 0,24m

Kconc= 1,4 W/mK

q'= 1,4 . (288-294) / (0,24 - 0)

q'= -35 W/m2

Reposta C

 

Essa pergunta já foi respondida por um dos nossos especialistas