Em uma cidade brasileira, em um dia quente de verão, a temperatura ambiente é de 48 °C. No interior de um escritório, liga-se um aparelho de arcondicionado que mantém a temperatura agradável de 23 °C. A parede que separa o ambiente interior do escritório do ambiente externo apresenta espessura de 15 cm. Sabe-se que a condutividade térmica da parede é igual a 5,4 cal/h.cm. °C. A quantidade de calor que atravessa 1,0 m2 dessa parede em sentido ao interior do escritório, em kcal, durante 8 h de funcionamento do escritório, é
Em uma cidade brasileira, em um dia quente de verão, a temperatura ambiente é de 48 °C. No interior de um escritório, liga-se um aparelho de arcondicionado que mantém a temperatura agradável de 23 °C. A parede que separa o ambiente interior do escritório do ambiente externo apresenta espessura de 15 cm. Sabe-se que a condutividade térmica da parede é igual a 5,4 cal/h.cm. °C. A quantidade de calor que atravessa 1,0 m2 dessa parede em sentido ao interior do escritório, em kcal, durante 8 h de funcionamento do escritório, é
- A)720
- B)662
- C)255
- D)172
- E)138
Resposta:
A alternativa correta é A)
Vamos calcular a quantidade de calor que atravessa a parede em sentido ao interior do escritório. Primeiramente, precisamos calcular a diferença de temperatura entre o ambiente externo e interno, que é:
ΔT = 48°C - 23°C = 25°C
Em seguida, precisamos calcular a área da parede que está em contato com o ambiente externo e interno, que é de 1,0 m².
Agora, podemos aplicar a fórmula de Fourier para calcular a quantidade de calor que atravessa a parede:
Q = k * A * ΔT * t / s
Onde:
- k é a condutividade térmica da parede, que é de 5,4 cal/h.cm.°C;
- A é a área da parede, que é de 1,0 m²;
- ΔT é a diferença de temperatura, que é de 25°C;
- t é o tempo de funcionamento do escritório, que é de 8 horas;
- s é a espessura da parede, que é de 15 cm.
Convertendo as unidades de cm para m, temos:
s = 15 cm = 0,15 m
Agora, podemos calcular a quantidade de calor que atravessa a parede:
Q = 5,4 cal/h.cm.°C * 1,0 m² * 25°C * 8 h / 0,15 m
Q = 720 kcal
Portanto, a resposta correta é A) 720 kcal.
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