Considere um meio cuja equação de condução de calor na forma mais simples é dada por:
Existe geração de calor no meio?
Passo 1
Vamos analisar o enunciado: temos uma equação de condução de calor em duas dimensões, dada por
O conteúdo envolvido aqui é a equação de condução de calor, que descreve como a temperatura
varia no espaço e no tempo dentro de um meio. Para resolver, vamos precisar entender se há termos que indicam a geração de calor no meio.
Passo 2
A equação de condução de calor na sua forma mais geral pode incluir um termo de geração de calor interna, geralmente representado por
. A forma geral é:
onde:
-
é a difusividade térmica, -
é a densidade, -
é o calor específico à pressão constante.
Passo 3
Comparando a equação geral com a fornecida no enunciado:
Observamos que não há um termo adicional que represente a geração de calor
. A equação fornecida corresponde à condução de calor sem geração interna.
Passo 4
Se houvesse geração de calor, esperaríamos um termo extra na equação, como mencionado anteriormente. A ausência desse termo indica que não há fontes internas adicionando calor ao sistema.
Resposta
Não, não há geração de calor no meio.
Exercícios relacionados
O telhado de uma casa é feito de laje de concreto de 25 cm de espessura, 8 m de largura e 10 m de comprimento (
)
). A emissividade da superficie externa do telhado
, e 0 coeficiente de transferência de calor por conveccão nessa superficie ê estimado
. Em uma noite clara de inverno, o ar ambiente encontra-se a uma temperatura de
, enquanto a temperatura do céu noturno para transferéncia de calor por radiaçâo e 170 K . Considerando que a temperatura da superficie interna do telhado é
, determine a temperatura da supeaficie externa do telhado e a taxa de perda de calor através do telhado quando condiçöes de operação permanente sảo alcançadas.
HGURA P2-128
HGURA P2-128
Considere uma extensa parede plana de espessura
, condutividade térmica
e área da superfície
. A superfície esquerda da parede está exposta ao ar ambiente a temperatura
, com coeficiente de transferência de calor
, enquanto a superfície direita é isolada. A variação da temperatura na parede para condução de calor unidimensional permanente sem geração de calor é
(a)
(b)
©
(d)
(e)
(a)
(b)
©
(d)
(e)
Uma tampa com 5 mm de espessura de uma panela com 200 mm de diâmetro pode ser feita de alumínio
) ou cobre
. Quando utilizada para ferver água, a superfície da tampa exposta à água encontra-se nominalmente a
. Se o calor é transferido a partir do fogão para a panela a uma taxa de 600 W , qual a temperatura da superfície em contato com o fogão para cada um dos dois materiais?
Um ferro de passar de 800 W é deixado sobre a tábua de passar com sua base exposta ao ar a uma temperatura de
. O coeficiente de transferência de calor por convecção entre a superfície da base e o ar circundante é
. Considerando que a base tem emissividade de 0,6 e área de
, determine a temperatura da base de ferro.