área total da parede de um refrigerador doméstico é cerca de 4 m2, e a espessura no isolamento de poliestireno nas paredes é cerca de 20 mm. Supondo que a diferença de temperatura entre o interior e o exterior do refrigerador seja de 20°C, quanto calor flui através dessas paredes no intervalo de 1 hora?

A alternativa correta é letra A) 144 kJ

A equação do fluxo de calor é dada por:

Fluxo = frac{k . A . Delta T}{e}

sendo k a condutividade térmica, A a superfície de contato, e a espessura do contato e Delta T a diferença de temperatura entre os meios.

O enunciado nos informou todos esses dados:

k = 0,01 w/m.K

A = 4 m^2

e = 20 mm

Delta T = 20^o C

Para facilitar o uso da equação, levamos todas as medidas ao sistema internacional (S.I.).

Notemos que a área e a constante já estão no S.I. Além disso, a variação de 20^o C corresponde a variação da medida em Kelvin 20 K. Alteramos somente a medida de espessura

e = 20 mm = 20 . 10^{-3} m

Como agora todos os valores estão no S.I., fazemos:

Fluxo = frac{k . A . Delta T}{e}

Fluxo = frac{0,01 . 4 . 20}{20 . 10^{-3}}

Fluxo = frac{0,01 . 4 }{10^{-3}}

Fluxo = 4 . 0,01 10^3 w

Fluxo = 40 w

Sabemos que uma hora corresponde a 3600 segundos:

1 h = 3600 s

Logo,

Calor = Fluxo . Tempo

Calor = 40 . 3600

Calor = 144 . 10^3 J

Como 10^3 corresponde ao prefixo Kilo:

calor = 144 kJ

como indicado na alternativa A.