As paredes isolantes de uma câmara frigorífica são compostas por uma camada de madeira de 3,0cm de espessura. Considere as temperaturas externa e interna da câmara, respectivamente, 20°C e 5° C, e a condutividade térmica da madeira 0,8W/m.K. A taxa de transferência de calor por unidade de área, no regime estacionário, através das paredes é:

As paredes isolantes de uma câmara frigorífica são compostas por uma camada de madeira de 3,0cm de espessura. Considere as temperaturas externa e interna da câmara, respectivamente, 20°C e 5°C, e a condutividade térmica da madeira 0,8W/m.K. A taxa de transferência de calor por unidade de área, no regime estacionário, através das paredes é:

• A)400 W/ m2
• B)600 W/ m2
• C)800 W/ m2
• D)1200 W/ m2
• E)1600 W/ m2

Vamos resolver essa questão aplicando a fórmula de Fourier, que descreve a transferência de calor por condução:

q = -k * (dT/dx)

Onde q é a taxa de transferência de calor, k é a condutividade térmica da madeira, dT é a variação de temperatura e dx é a espessura da camada de madeira.

No nosso caso, temos:

k = 0,8 W/m.K

dT = 20°C - 5°C = 15°C = 15 K

dx = 3,0 cm = 0,03 m

Substituindo os valores na fórmula, temos:

q = -0,8 W/m.K * (15 K / 0,03 m) = 400 W/m2

Portanto, a resposta correta é A) 400 W/m2.

Vale ressaltar que a taxa de transferência de calor pode ser influenciada por vários fatores, como a qualidade da madeira, a umidade do ar e a presença de outros materiais na câmara frigorífica. No entanto, para fins de cálculo, podemos considerar que a condutividade térmica da madeira seja constante.

Além disso, é importante notar que a transferência de calor pode ocorrer por outros mecanismos, como convecção e radiação, além da condução. No entanto, para o regime estacionário, a condução é o mecanismo mais relevante.

Em resumo, a taxa de transferência de calor por unidade de área, no regime estacionário, através das paredes da câmara frigorífica é de 400 W/m2, o que justifica a resposta A).