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Questão FC784203

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

Termologia

Instituto AOCP · 2021

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 \(\frac {W} {m.K}.\)

 

Assinale a alternativa que corresponde ao fluxo de calor \(\Phi\) que atravessa essa janela.

  1. \(\Phi\) = 300 W.
  2. \(\Phi\) = 600 W.
  3. \(\Phi\) = 1200 W.
  4. \(\Phi\) = 1800 W.
  5. \(\Phi\) = 2400 W.
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Gabarito

Errado

Comentário do professor

O transporte de calor por condução é calculado pela lei de Fourier: \( \Phi = K\,A\,\dfrac{\Delta T}{L} \). Aqui \( \Phi \) é o fluxo de calor.

Temos K = 0,8 W/(m·K), condutividade térmica do vidro.

Área da janela: A = 2,0 m × 1,5 m = 3,0 m².

Espessura: L = 10 mm = 10×10⁻³ m.

Diferença de temperatura: \( \Delta T = 30^\circ C - 20^\circ C = 10\;K \).

Substituindo: \( \Phi = 0{,}8 \times 3{,}0 \times \dfrac{10}{10\times10^{-3}} = 0{,}8\times3\times10^{3} \).

Logo \( \Phi = 2400\;W \). Esse valor representa a potência de calor que entra no laboratório do lado externo mais quente para o interior mais frio.

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