Questão 5

ITA 2019

Física

(ITA - 2019 - 2ª FASE)

Uma empresa planeja instalar um sistema de refrigeração para manter uma sala de dimensões 4,0 m × 5,0 m × 3,0 m a uma temperatura controlada em torno de 10ºC. A temperatura média do ambiente não controlado é de 20ºC e a sala é revestida de material de 20 cm de espessura e coeficiente de condutibilidade térmica de 0,60 W/m ºC. Sabendo que a eficiência do sistema de refrigeração escolhido é igual a 2,0 e que o custo de 1 kWh é de R$ 0,50, estime o custo diário de refrigeração da sala.

Gabarito:

Resolução:

1) Cálculo do fluxo de calor do ambiente para a sala :

$phi = frac{Kcdot Acdot Delta Theta }{e}::(Lei:de:Fourier)\\A_{efetiva}=2(ab+ac+bc)=2(4cdot 5+4cdot3+5cdot 3)$

$A_{efetiva}=94:m^2$

$phi =0,6:frac{W}{m:ºC}:cdot :frac{94m^2(20-10)^{circ}C)}{0,2m}=2820:WRightarrow Potencia::que::entra::na::sala$

2) Essa potência deve ser retirada pelo refrigerador. Logo:

$e=frac{Q_2}{W}=2$

Logo, $W=frac{Q_2}{2}$ onde $Q_2$ é o calor retirado da fonte fria.

Daí temos :

O gasto diário de energia é dado por :

$W=frac{Q_2}{2}=frac{phi }{2}cdot Delta t=frac{2820}{2}cdot 24\\W=33840:Wh=33,84:KWh$

Portanto,

$1KWh ightarrow : 0,50\\33,84Kwh ightarrow P\\$

Preço diário = R$ 16,92

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