Questão 1
FUVEST 2014
(FUVEST 2014 - 2ª FASE) Um contêiner com equipamentos científicos é mantido em uma estação de pesquisa na Antártida. Ele é feito com material de boa isolação térmica e é possível, com um pequeno aquecedor elétrico, manter sua temperatura interna constante, Ti = 20ºC, quando a temperatura externa é Te = – 40ºC. As paredes, o piso e o teto do contêiner têm a mesma espessura, ε = 26 cm, e são de um mesmo material, de condutividade térmica k = 0,05 J/(s.m.ºC). Suas dimensões internas são 2 × 3 × 4 m3. Para essas condições, determine
a) a área A da superfície interna total do contêiner;
b) a potência P do aquecedor, considerando ser ele a única fonte de calor;
c) a energia E, em kWh, consumida pelo aquecedor em um dia.
Gabarito:
Resolução:
a) A área total interna é a soma das áreas dos 6 retângulos que são as paredes internas:
b) Se a temperatura permanece constante, então a potência é igual ao fluxo térmico que deixa o contêiner:
c) Um dia é composto por 24 h; e dado que P = 0,6 kW a energia consumida num dia é de 14,4 kWh, obtida da relação de definição de potência.