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:
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
.