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EXERCÍCIO DE FENÔMENOS DO TRANSPORTE

Bom dia galera, alguém tem a resolução deste exercício?

 

6.3. Uma janela de vidro, com 1m de largura e 2m de altura, tem espessura de 5mm. Se em um dia de inverno as temperaturas das superfícies interna e externa são 15ºC e -20ºC, respectivamente, qual é a  taxa de perda de calor através do vidro? Para reduzir a perda de calor através da janela, é costume usar janelas de vidro duplo nas quais as placas de vidro são separadas por uma camada de ar. Se o afastamento entre as placas for de 10mm, qual seria a nova taxa de perda de calor, através do ar nesta janela?. A condutividade térmica do ar é Ka=0,024 W/(m.k) e a condutividade térmica de KV = 1,4 W(M.k).


4 resposta(s)

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Leandro

Há mais de um mês

Para a segunda parte, devem ser consideradas três camadas: duas camadas de 0,005m de vidro, e uma camada de ar de 0,01m de expessura.

 

O cálculo então será feito a partir da fórmula q = ΔT /[(LV1/KV)+(LAR/KAR)+(LV2/KV)], onde:

LV1 = comprimento do condutor 1 (expessura do primeiro vidro)

LAR = comprimento do segundo condutor (expessura da camada de ar)

LV2 = comprimento do condutor 2 (expessura do segundo vidro)

KV = condutividade termica do vidro (supondo ser a mesma para os dois vidros)

KAR = condutividade termica do ar

Fazendo os cálculos, q = 35/[(0,005/1,4)+(0,01/0,024)+(0,005/1,4)] = 82,58W/m2

 

Para a segunda parte, devem ser consideradas três camadas: duas camadas de 0,005m de vidro, e uma camada de ar de 0,01m de expessura.

 

O cálculo então será feito a partir da fórmula q = ΔT /[(LV1/KV)+(LAR/KAR)+(LV2/KV)], onde:

LV1 = comprimento do condutor 1 (expessura do primeiro vidro)

LAR = comprimento do segundo condutor (expessura da camada de ar)

LV2 = comprimento do condutor 2 (expessura do segundo vidro)

KV = condutividade termica do vidro (supondo ser a mesma para os dois vidros)

KAR = condutividade termica do ar

Fazendo os cálculos, q = 35/[(0,005/1,4)+(0,01/0,024)+(0,005/1,4)] = 82,58W/m2

 

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Leandro

Há mais de um mês

como as respostas foram dadas em taxa de transferência de calor por área, ou fluxo, que é a razão da quantidade de calor transferido por área, e sendo a área de 2m2, se o objetivo for o cálculo da quantidade de calor em função do tempo, basta fazer a multiplicação dos fluxos de calor pela área, nesse caso, quando q = 9800W/m2, Q = 19600W, e quando q = 82,58W/m2, Q = 165,16m2.

 

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Leandro

Há mais de um mês

Bom, vou tentando lembrar aqui  e ver se pego no tranco..Para a primeira parte do exercício:

A taxa de perda de calor, ou fluxo de calor, é obtida por q=(K.ΔT)/L, onde:

K = condutividade térmica do material. Conforme dados do enunciado, 1,4(W/m.k) p/ o vidro, e 0,024(W/m.k) p/ o ar;

L = comprimento do condutor (expessura do vidro) = 0,005m

ΔT = variação de temperatura. 15ºc - (-20ºc) = 35ºc

Substituindo na fórmula, a resposta da primeira parte será q = (1,4 x 35)/0,005 = 9800W/m²

Essa pergunta já foi respondida por um dos nossos estudantes