Na figura ao lado temos três barras de metal idênticas. No caso (A) elas são soldadas lado a lado e mantidas a uma temperatura T 1 = 0 ° C no lado esquerdo e T 2 = 100 ° C no lado direito. Em 3 minutos são conduzidos 10   J de calor. Quanto tempo levaria para que fossem conduzidos os mesmos 10   J se as placas fossem soldadas uma por cima da outra conforme ilustrado na figura (B)?

Passo 1

A equação de condução de calor é

H 1 = k A T 2 - T 1 L

Onde no primeiro caso A é a área de uma placa e L   é o comprimento das placas, assim, L = 3   l

Quando soldamos a peça da outra forma, iremos aumentar a área de contado e iremos reduzir o comprimento que o calor deve percorrer.

A área iremos triplicar assim A ’ = 3 A

E o comprimento iremos reduzir três vezes L ' = L 3 = l

Assim a condução de calor no segundo caso será:

H 2 = k 3 A T 2 - T 1 L / 3 = 9 H 1

Como a quantidade de calor é a taxa de condução vezes o tempo, então temos que

10   J = H 1 . t 1 = H 2 . t 2

Assim,

H 1 . 3.60 = 9 H 1 . t 2

t 2 = 180 9 = 20   s

Resposta

Alternativa d

Exercícios Resolvidos de Condução de Calor

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