A temperatura do ar no interior de um laboratório de pesquisas permanece a 20℃ devido ao funcionamento de um aparelho de ar condicionado. No entanto o ambiente externo encontra-se a 30 ℃ e, por isso, ocorre um fluxo de calor para dentro do laboratório através de uma janela retangular de vidro, de 2,0 m de largura, 1,5 m de altura e 10 mm de espessura. Sabe-se que a condutividade térmica do vidro é de 0,8 frac {W} {m.K}.

A resposta correta é a letra E) Φ = 2400 W.

Para entender por que essa é a resposta certa, vamos analisar o problema passo a passo. Temos uma janela retangular de vidro com 2,0 m de largura, 1,5 m de altura e 10 mm de espessura. Além disso, conhecemos a temperatura do ar no interior do laboratório (20°C) e a temperatura do ar externo (30°C). Isso significa que há uma diferença de temperatura entre o interior e o exterior do laboratório, o que causa um fluxo de calor para dentro do laboratório através da janela.

Para calcular o fluxo de calor, precisamos conhecer a condutividade térmica do vidro, que é de 0,8 W/m.K. Além disso, precisamos calcular a área da janela, que é dada por:

A = largura x altura = 2,0 m x 1,5 m = 3,0 m²

Com essas informações, podemos calcular o fluxo de calor (Φ) usando a fórmula:

Φ = k x A x (T_ext - T_int) / espessura

Onde k é a condutividade térmica do vidro, A é a área da janela, T_ext é a temperatura do ar externo, T_int é a temperatura do ar no interior do laboratório e espessura é a espessura da janela.

Substituindo os valores, obtemos:

Φ = 0,8 W/m.K x 3,0 m² x (30°C - 20°C) / 0,01 m = 2400 W

Portanto, a resposta certa é a letra E) Φ = 2400 W.