Uma parede plana composta de uma camada interna de reboco de gesso branco e vermiculita de 5 mm, seguida de tijolo comum de 12 cm de espessura, e reboco externo de cimento e areia de 8 mm. Determinar o fluxo de calor unidirecional que passa por esta parede, sabendo que a temperatura externa média é de 34°C e a interna é mantida a 21°C.

Queremos o fluxo de calor unidirecional por condução através de 3 camadas em série:

• Camada A (interna): reboco de gesso branco e vermiculita, $\Delta x_A=5\,\text{mm}=0{,}005\,\text{m}$
• Camada B: tijolo comum, $\Delta x_B=12\,\text{cm}=0{,}12\,\text{m}$
• Camada C (externa): reboco de cimento e areia, $\Delta x_C=8\,\text{mm}=0{,}008\,\text{m}$

Da tabela (a 300 K) lida na imagem:

• $k_A$ (reboco de gesso branco e vermiculita) $\approx 0{,}13\,\text{W/(m·K)}$
• $k_B$ (tijolo comum) $\approx 1{,}3\,\text{W/(m·K)}$
• $k_C$ (reboco de cimento e areia) $\approx 0{,}72\,\text{W/(m·K)}$

Temperaturas de contorno (como dado no enunciado):

• externa média: $T_4=34\,^{\circ}\text{C}$
• interna: $T_1=21\,^{\circ}\text{C}$ Logo, $\Delta T = T_4-T_1 = 34-21 = 13\,\text{K}$.

Resistência térmica total por unidade de área (camadas em série): $R_t = \frac{\Delta x_A}{k_A}+\frac{\Delta x_B}{k_B}+\frac{\Delta x_C}{k_C}$

Calculando termo a termo:

• $\dfrac{0{,}005}{0{,}13}=0{,}03846\,\text{m}^2\text{K/W}$
• $\dfrac{0{,}12}{1{,}3}=0{,}09231\,\text{m}^2\text{K/W}$
• $\dfrac{0{,}008}{0{,}72}=0{,}01111\,\text{m}^2\text{K/W}$

Somando: $R_t \approx 0{,}03846+0{,}09231+0{,}01111 = 0{,}14188\,\text{m}^2\text{K/W}$

Fluxo de calor por unidade de área: $\frac{q}{A}=\frac{\Delta T}{R_t}=\frac{13}{0{,}14188}\approx 91{,}6\,\text{W/m}^2$

Como o sentido é do exterior (34°C) para o interior (21°C), o calor entra na edificação. Arredondando a ordem de grandeza e considerando pequenas variações possíveis de leitura da tabela, obtemos aproximadamente $\sim 9\times 10^{1}\,\text{W/m}^2$.

Alternativa correta: resposta numérica $\frac{q}{A}\approx 92\,\text{W/m}^2$ (do exterior para o interior).