Question

3) 1 440 000 J de calor passam por uma parede de tijolos quadrada num intervalo de tempo de 2h. Sabendo que a condutividade térmica do tijolo é k 0,5 W/ m.K e sua espessura é 15cm, Calcule:

A) O fluxo de calor
B) A área da parede

C) A medida de cada lado da parede.

DADOS: temperatura interna = 25°C temperatura externa = 35°C​

Answer 1

Para determinar os valores solicitados, devemos utilizar nossos conhecimentos sobre o fluxo de calor, utilizando os dados fornecidos pelo enunciado.

• Fórmulas utilizadas

Fluxo de calor:

$\boxed{\Phi =\dfrac{k\cdot A\cdot \Delta T}{L}=\dfrac{\Delta Q}{\Delta t}}$

• Alternativa A

Podemos obter o fluxo de calor a partir da razão entre a quantidade de calor que passa pela parede e o intervalo de tempo de sua passagem:

$\Phi = \dfrac{\Delta Q}{\Delta t}$

Nas unidades do SI, temos:

$\Phi=\dfrac{1.440.000}{2\cdot 3600}$

(O 3600 está no cálculo pois cada hora possui 3600 segundos)

$\Phi=\dfrac{1.440.000}{7200}$

$\Phi=\dfrac{144\cdot 10^4}{72\cdot 10^2}$

$\Phi = 2\cdot 10^2$

$\Phi = 200\: J/s$

Ou seja:

$\boxed{\boxed{\Phi = 200\: W}}$

• Alternativa B

O fluxo de calor também é dado por:

$\Phi = \dfrac{k\cdot A\cdot \Delta T}{d}$

Adicionando os valores que conhecemos, nas unidades do SI:

$200=\dfrac{0,5\cdot A\cdot (35-25)}{15\cdot 10^{-2}}$

$200=\dfrac{50\cdot A\cdot 10}{15}$

$500\cdot A = 200\cdot 15$

$5\cdot A=2\cdot 15$

$A=2\cdot 3$

$\boxed{\boxed{A=6\: m^2}}$

• Alternativa C

Como a parede é quadrada, sua área é dada por:

$A=l^2$

No caso, temos:

$l^2=6$

$\boxed{\boxed{l=\sqrt{6}\: m}}$

• Respostas

A) O fluxo é de 200 W

B) A área vale 6 metros quadrados

C) A medida de cada lado é de √6 metros

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