Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Ciência dos Materiais - Callister - Ciência e Engenharia de Materiais. Uma Introdução- Ed: 8º - Capítulo 19.Perguntas e Problemas - Ex. 22b

O transporte de calor em regime não estacionário pode ser descrito pela seguinte equação diferencial parcial:

∂ T ∂ t = D T ∂ ² t ∂ x ²

Em que D T é a difusividade térmica; essa expressão é o equivalente térmico à segunda lei da difusão de Fick (Equação 5.4b). A difusividade térmica é definida de acordo com

D T = k ρ c p

Nessa expressão, k, ρ e c p representam, respectivamente, a condutividade térmica, a massa específica e o calor específico à pressão constante

  1. Determine o valor de D T para alumínio, aço, óxido de alumínio, vidro de cal de soda, poliestireno e náilon 6,6 usando os dados da Tabela 19.1. Os valores para a massa específica estão incluídos na Tabela B.1, no Apêndice B.

Passo 1

Fala ai! Pra resolver essa questão precisamos saber o valor de cada item que vai nos dar a difusividade térmica pra cada substância que o enunciado pede.

D T = k ρ c p

Então vamos lá, na tabela 19.1 temos:

k A l = 247   W / m . K

k A ç o = 51,9   W / m . K

k A l 2 O 3 = 39   W / m . K

k V i d r o = 1 , 7   W / m . K

k P o l i E s t = 0,13   W / m . K

k N á i l o n = 0,24   W / m . K

c p A l = 900   J / k g . K  

c p A ç o = 486   J / k g . K

c p A l 2 O 3 = 775   J / k g . K

c p V i d r o = 84 0   J / k g . K

c p P o l i E s t = 1170   J / k g . K

c p N á i l o n = 1670   J / k g . K

Agora láaa no apêndice a gente pega os valores de ρ !

ρ A l = 2710   k g / m ³

ρ A ç o = 7850   k g / m ³

ρ A l 2 O 3 = 3980   k g / m ³

ρ V i d r o = 2 50 0   k g / m ³

ρ P o l i E s t = 1050   k g / m ³

ρ N á i l o n = 1140   k g / m ³

Passo 2

Agora vamos fazer as contas!

D T A l = k ρ c p = 247 2710   x   900 = 1,01   x   10 - 4 m ² / s

D T A ç o = 51,9 7850   x   486 = 1 , 36   x   10 - 5 m ² / s

D T A l 2 O 3 = 3 9 3980   x   775 = 1 , 2 6   x   10 - 5 m ² / s

D T V i d r o = 1,7 2500   x   840 = 8,09   x   10 - 7 m ² / s

D T P o l i E s t = 0,13 10 50   x   1170 = 1 , 0 6   x   10 - 8 m ² / s

D T N á i l o n = 0,24 1140   x   1670 = 1 , 2 6   x   10 - 7 m ² / s

Resposta

D T A l = 1,01   x   10 - 4 m ² / s

D T A ç o = 1,36   x   10 - 5 m ² / s

D T A l 2 O 3 = 1,26   x   10 - 5 m ² / s

D T V i d r o = 8,09   x   10 - 7 m ² / s

D T P o l i E s t = 1,06   x   10 - 8 m ² / s

D T N á i l o n = 1,26   x   10 - 7 m ² / s

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Estime a energia necessária para elevar a temperatura de 2 kg (4,42 lbm) dos seguintes materiais de 20°C para 100°C (68°F a 212°F): alumínio, aço, vidro de cal de solda e polietileno de alta densidade
Partindo da Equação 19.3, mostre a validade da Equação 19.8
Qual é a natureza das tensões superficiais no resfriamento?
Podemos considerar um material poroso como um compósito no qual uma das fases são os poros. Estime os limites superior e inferior para a condutividade térmica à temperatura ambiente de um material à b