Considere a placa da base de um ferro de passar de 1200 W , espessura , área da base e condutividade térmica . a superfície interna da placa está sujeita a um fluxo de calor uniforme gerado pela resistência do ferro. Quando alcança condições de operação permanentes, a temperatura da superfície externa da placa mede . Desconsiderando qualquer perda de calor através da seção superior do ferro:
Avalie a temperatura da superfície interna.
Resp:

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de transferência de calor, mais especificamente de condução térmica. O lance é calcular a temperatura da superfície interna de uma placa de ferro que está sendo aquecida. Precisamos usar a fórmula da condução de calor e entender os dados que foram fornecidos, como potência, espessura, área e condutividade térmica.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
  • Potência do ferro:
  • Espessura da placa: (convertido para metros)
  • Área da base: (convertido para metros quadrados)
  • Condutividade térmica:
  • Temperatura da superfície externa:

Passo 3

Vamos usar a fórmula da condução de calor, que nos diz como o calor se propaga através de um material. A fórmula é:
Onde:
  • é a potência (em watts),
  • é a condutividade térmica,
  • é a área,
  • é a diferença de temperatura entre as duas superfícies,
  • é a espessura do material.
Queremos encontrar , a temperatura da superfície interna. Sabemos que .

Passo 4

Vamos rearranjar a fórmula para encontrar :
Agora, substituímos os valores:

Passo 5

Vamos calcular o numerador e o denominador separadamente:
Numerador:
Denominador:
Então:

Passo 6

Agora que sabemos a diferença de temperatura, podemos encontrar :

Resposta

A temperatura da superfície interna é .

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