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Alguém consegue resolver isso aí? OBRIGADO RICARDO LVD!
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Passo 1: Calcular o fluxo de calor convectivo (q), aplicando a lei de resfriamento de Newton, tendo-se que: T (Temperatura do Ambiente Externo) = 300K, T (Temperatura da Face Externa da Parede) = 285K e h = 0,40 W/m2 K:
q = 0,40 x (300-285)
q = 6 W/m2
Passo 2: Calcular a temperatura da parede interna da câmara frigorífica, tendo-se que T (Interna da Câmara) = 270 K, h = 4 W/m2 K e q = 6 W/m2 (calculado no passo 1)
Neste passo, uma dica: Para simplificar os cálculos, podemos desprezar o efeito isolante das placas de aço, visto que não irão contribuir muito com o isolamento térmico e são instaladas somente para proteção da camada isolante de poliuretano. Claro que para o alcance de um resultado exato, teríamos que considerar, mas o enunciado nos ajuda, informando que é requerido um valor aproximado.
6 = 4 (T - 270)
T (Parede Interna da Câmara) = 271,5 K
Passo 3: Agora temos todos os valores para calcular a espessura da camada isolante, aplicando a equação de Fourier para condução térmica
q = K ΔT / X onde q = 6 W/m2 ; K = 0,040W/mK ; T (Face Externa da Parede) = 285 K ; T (Face Interna da Parede) = 271,5 K e X será a espessura da camada de isolamento que iremos calcular:
X = 0,040 (285-271,5) / 6
X = 0,09 m (E)
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Mesmo com o comentário do Ricardo eu não entendi, cheguei em um X de 0,189 m!
Se alguém puder ajudar agradeço!
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@Luis Fernando Chaves. Eu cheguei no mesmo resultado que você. Revisando a questão, eu considerei a Tamb e não coloquei o hext na conta. Como toda a equação tava pronta, considerei a T parede externa e deu certo.
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primeiro passo é encontrar o fluxo de calor. Para isso, faz-se a analise do lado externo: Q=hext(Tambiente - Texterna(psrede). -> q = 0,40 x (300-285) -> q = 6 W/m2.
Após isso, vc pode fazer uma equivalencia elétrica como: Q=Delta_T/(Resistência térmica total).
Como as paredes são de aço (Alta condutividade térmica) podemos desconsiderar as resistências térmicas das suas chapas de aço.
Então nossa resistência total será: A resistência interna (Convecção) da Cãmara e a resistência do isolante térmico. Como foi desconsiderado a reesistência das chapas de aço, consideramos a resistência na parede externa do isolante como sendo a mesma da chapa externa da Câmara, ou seja, 12°C.
Então teremos:
Q = Delta T/Rt
Rt= Rconv + Risolante = 1/Hint + L/Kisolante -> Rt= 1/4 + L/0,04
6 = (12-(-3)) / (1/4+L/0,04) ----> L = 0,09 m.
OBSERVAÇÃO: VC PODE CONSIDERAR AS RESISTÊNCIAS DAS DUAS CHAPAS DE AÇO, MAS POR POSSUIREM UMA ALTA CONDUTIVIDADE TÉRMICA E UMA PEQUENA ESPESSURA VERÃO QUE SEU VALOR É INSIGNIFICANTE COMPARADO COM OS DEMAIS, PROXIMO A ZERO. LOGO, ESSE CAMINHO SÓ DARÁ MAIS TRABALHO, MAS SE FIZEREM VERÃO QUE O RESULTADO SERÁ O MESMO. POR ISSO, DESCONSIDEREI.
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Dia 01 de Agosto de 2019 às 10:03, eu não consegui fazer essa questão, mas hoje, eu consegui!
Vou tentar explicar da maneira mais clara o possível, para auxiliar os colegas que tiveram dúvida!
Primeiramente, vejam esse meu desenho, vai ajudar bastante a entender: http://sketchtoy.com/69257519
Com o desenho ao lado, é só aplicar a fórmula:
ΔT1/ ∑R1 = ΔT2/ ∑R2
ΔT1= 285-270
∑R1 = 1/hint + L1/K1A+ L2/K2A + L3/K3A
ΔT2 =300 - 285
∑R2 = 1/hext
[285-270] / [1/4 + (0,5*10^-3)/10+ L/0,04 + (0,5*10^-3)/10] = [300 - 285 ]/ [1/0,4]
Resolvendo o malabarismo algebriano, temos:
L = 8,99*10^-2 m
LETRA E
Minhas observações:
=> Examinador é sem noção de dar uma questão deste tipo sem poder usar calculadora (sei que há outras semelhantes, mas não deste tamanho hehe), confesso que resolvi na calculadora, mas na hora da prova, fazer isso na munheca é muita sacanegem!
=> Não sei se foi somente eu, mas o trecho: "As paredes são constituídas de duas chapas de aço com 1 mm de espessura K = 10,0 W/m K entre as quais..." ao meu ver, esse trecho deveria ser melhor redigido, afinal 1 mm é espessura das duas paredes de aço juntas ou somente de uma parede, talvez seja só eu, mas achei essa parte um pouco confusa!! Para resolver a questão deve considerar esse valor a espessura das duas paredes juntas!