Question

Em um laboratório, a porta de um pequeno freezer teve de ser removida para conserto e no lugar dela, como improviso, colocou-se uma tampa de isopor de 5,0 cm de espessura e área de 0,35 m², que fechou completamente o freezer. A temperatura no interior do freezer era de -10 °C e a temperatura do laboratório era de 25 °C. Considere a condutividade térmica do isopor igual a 0,020 W/(m.°C). Determine a quantidade de calor transferido pela tampa de isopor durante 30 min, que foi o tempo para consertar a porta.

Alguém poderia me apresentar a resolução e explicação?

Answer 1

Vamos precisar aplicar o conceito de condutividade térmica.

K = $\frac{ΔQ*l}{Δt*ΔT*A}$ [Entenda o Î como delta.]

k = a condutividade térmica, o exercício informou: 0,02
ΔQ = variação do calor, que é o que vamos determinar.
l = comprimento da barra, 5 cm = 0,05 m.
Δt = tempo, 30 min = 180 segundos.
ΔT = diferença das temperaturas [25 - (-10)] = 35.
A = área da barra, 0,35 m²

Aplicando a fórmula:
0,02 = Q*0,05 / (180*35*0,35)
0,02 = 0,05Q/2205
0,05Q = 2205*0,02
Q = 44,1/0,05
Q = 882 J

Enquanto usou a tampa provisória foram transferidos 882 J.