Uma barra cilíndrica de alumínio de
de comprimento e
de seção reta é bem isolada e não perde energia através da superfície. A diferença de temperatura entre as extremidades é
, já que uma está imersa em uma mistura de água e gelo e a outra em uma mistura de água e vapor.
(a) Com que taxa a energia é conduzida pela barra?
(a) Com que taxa a energia é conduzida pela barra?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma barra de alumínio com 1,2 metros de comprimento e uma seção reta de 4,8 centímetros quadrados. As extremidades da barra estão a 100°C de diferença de temperatura. A matéria que vamos usar aqui é a condução de calor, e para resolver isso, vamos precisar aplicar a fórmula da Lei de Fourier para condução térmica.
Passo 2
Primeiro, vamos listar os dados que temos:
- Comprimento da barra,
- Área da seção reta,
- Diferença de temperatura,
- Condutividade térmica do alumínio,
(valor típico)
Passo 3
Agora, vamos lembrar a fórmula da Lei de Fourier para a taxa de condução de calor:
Aqui,
é a taxa de transferência de calor,
é a condutividade térmica do material,
é a área da seção reta,
é a diferença de temperatura, e
é o comprimento da barra.
Passo 4
Antes de aplicar a fórmula, precisamos converter a área da seção reta de centímetros quadrados para metros quadrados:
Passo 5
Agora, vamos substituir todos os valores na fórmula:
Passo 6
Vamos calcular passo a passo:
Como estamos interessados na taxa de transferência de energia, podemos considerar o valor positivo.
Resposta
A taxa de energia conduzida pela barra é de aproximadamente
.
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Um disco circular de plástico de raio
tem uma carga uniformemente distribuída
na superficie. Calcule o campo elétrico produzido no eixo central do disco à uma distância de 8 mm do centro.
Uma barra cilíndrica de alumínio de
de comprimento e
de seção reta é bem isolada e não perde energia através da superfície. A diferença de temperatura entre as extremidades é
, já que uma está imersa em uma mistura de água e gelo e a outra em uma mistura de água e vapor.
(b) Com que taxa o gelo derrete na extremidade fria?
(b) Com que taxa o gelo derrete na extremidade fria?
Dados os vetores
e
, calcule:
b - O vetor soma e seu módulo.
b - O vetor soma