Em um dia frio de inverno em uma cidade na região Sul do Brasil, a temperatura exterior a uma residência é de 8º C. Com base nessa informação, responda a questão.
Na sala dessa residência há uma janela de vidro de área 100,0 cm2 e 1,0 cm de espessura. Então, para se manter constante a temperatura de 25 ºC no interior da sala, deve ser produzida por uma fonte de calor, a cada segundo, a quantidade de calor de: (considere a condutividade térmica do vidro como 2,0×10-3 cal/s.cm.ºC)
- A) 3,4 cal
- B) 3,9 cal
- C) 18,0 cal
- D) 34,0 cal
- E) 39,0 cal
Resposta:
A alternativa correta é letra A) 3,4 cal
O calor sempre flui da maior para a menor temperatura. Sendo assim, ocorrerá um fluxo de calor Phi de dentro da sala para o exterior da casa.
Então, para que a temperatura no interior da sala permaneça constante em 25 ºC ao longo do tempo, um determinada fonte de calor deverá produzir calor na mesma proporção do fluxo de calor que sai da sala. Esse fluxo é dado por:
Phi=kfrac{ADelta{T}}{d}
Onde k é a constante de condutividade térmica, A é a área do vidro da janela, Delta{T} é a diferença de temperatura entre os ambientes interno e externo e d é a espessura do vidro. Logo:
Phi=2times10^{-3}frac{100times(25-8)}{1}
Phi=2times10^{-3}times100times17
boxed{Phi=3,4,cal/s}
Gabarito: A
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