12 de ago de 2009

Fluxo Térmico

Uma casa tem cinco janelas, tendo cada uma vidro de área 1,5 m² e espessura 3.-³ m a temperatura externa é -5 ºC e a interna é mantida a 20 ºC , através da queima da carvão. qual a massa de carvão consumida no período de 12 horas para repor o calor perdido apenas pelas janelas?

Dados:
condutividade térmica do vidro= 0,72 Kcal/(h.m.ºC)
calor de combustão do carvão - 6.10³cal/g

Resolução:
Questão elementar envolvendo a fórmula Q/m = k.S.t.(T2-T1)/e.m
Primeiro colete os dados observando as unidades de medida.

Área S= 1,5 m²
Espessura e = 3.10-³ m
T2= 20° C
T1= -5°C
Tempo t = 12 h
k = 0,72 Kcal/(h.m.°C)=0,72.1000 cal/(h.m.°C)=720 cal/(h.m.°C)
Q/m = 6.10³ cal/g

A única unidade a ser mudada é a de Kcal para cal na grandeza física k, é só multiplicarmos por 1000 e eliminar o prefixo multiplicativo K.

Agora tudo o que temos a fazer é usar a fórmula Q/m=k.S.(T2-T1).t/e.m:

6.10³cal/g={720 cal/(h.m.°C).[1,5m²].[20°C-(-5°C)]}.12h /3.10-³m.[m]<--Massa m
6000=720.1,5.25.12/0,003m
6000=324000/0,003m
6000.0,003m=324000
18m=324000
m=324000/18
m=18000 g ou m=18000/1000 Kg ou m=18 Kg
Como a casa tem 5 janelas teremos que ter uma massa de carvão igual a cinco vezes o resultado encontrado pois a área é de 5 vezes 1,5 m², então a resposta final será:
M=5.18Kg
M=90 Kg