Calcular a densidade de fluxo de calor na seção da parede (entre as linhas tracejadas), em função das resistências R1, R2, R3, e R4. Considere k1 = k2 =k4 =1,15[W/mK], k3 = 1,00 [W/m K], Profundidade = 1 [m]
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício que pede para calcular a densidade de fluxo de calor em uma seção da parede, usando as resistências
e
. A matéria envolvida aqui é a Transferência de Calor, especificamente pelo mecanismo de condução térmica. Para resolver isso, vamos precisar entender como as resistências térmicas se somam e como elas afetam o fluxo de calor.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a densidade de fluxo de calor (
) é a quantidade de calor que passa por uma área por unidade de tempo. Ela pode ser calculada usando a fórmula:
Aqui,
é a diferença de temperatura através da parede, e
é a resistência térmica total da parede.
Passo 3
Agora, precisamos somar todas as resistências térmicas individuais para encontrar
. Como as resistências estão em série (uma após a outra na parede), a resistência total é simplesmente a soma das resistências individuais:
Passo 4
Sabendo disso, substituímos
na fórmula da densidade de fluxo de calor:
Passo 5
Mas como o exercício pede a densidade de fluxo de calor em função das resistências, não precisamos inserir valores numéricos. Portanto, a expressão final fica:
Resposta
A densidade de fluxo de calor na seção da parede é dada por: