Considere uma extensa parede plana de espessura , condutividade térmica e área da superfície A . O lado esquerdo da parede é mantido a uma temperatura constante , enquanto o lado direito perde calor por convecção para o ar ambiente a com coeficiente de transferência de calor . Considerando uma condutividade térmica constante e ausência de geração de calor na parede, © avalie a taxa de transferência de calor através da parede. .

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos uma parede plana que queremos analisar a transferência de calor através dela. A matéria que vamos usar aqui é Transferência de Calor, mais especificamente os mecanismos de condução e convecção. Para resolver isso, vamos precisar das fórmulas de resistência térmica para condução e para convecção.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as partes da transferência de calor nessa situação. O calor está sendo conduzido através da parede e, no lado direito, ele está sendo perdido por convecção para o ar ambiente. Então, temos duas resistências térmicas: uma pela condução na parede e outra pela convecção na superfície.

Passo 3

Vamos calcular a resistência térmica de condução na parede. A fórmula para resistência térmica por condução é:
Onde:
  • é a espessura da parede,
  • é a condutividade térmica,
  • é a área da superfície.
Substituindo os valores:

Passo 4

Agora, vamos calcular a resistência térmica de convecção na superfície direita. A fórmula para resistência térmica por convecção é:
Onde:
  • é o coeficiente de transferência de calor,
  • .
Substituindo os valores:

Passo 5

Para encontrar a taxa de transferência de calor total através da parede, somamos as resistências térmicas de condução e convecção:

Passo 6

Agora, usamos a diferença de temperatura entre os dois lados da parede para calcular a taxa de transferência de calor. A fórmula é:
Onde:
  • .
Substituindo os valores:

Resposta

A taxa de transferência de calor através da parede é aproximadamente 9045 W.

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(7)
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