Qual é a diferença entre um fluxo térmico e uma taxa de transferência de calor? Quais são suas unidades?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício está pedindo para a gente entender a diferença entre fluxo térmico e taxa de transferência de calor, além de saber quais são as unidades de cada um. Isso faz parte da matéria de Termodinâmica, que estuda como o calor e a energia se comportam. Para resolver, vamos precisar saber o que cada termo significa e como eles são medidos.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre fluxo térmico. Fluxo térmico, também conhecido como densidade de fluxo de calor, é basicamente a quantidade de calor que passa através de uma área específica por unidade de tempo. Imagine que você tem uma parede e quer saber quanta energia térmica está atravessando cada metro quadrado dessa parede a cada segundo.
A fórmula para o fluxo térmico (
) é:
Onde:
-
é a quantidade de calor (em Joules, J), -
é a área (em metros quadrados, m²), -
é o tempo (em segundos, s).
Passo 3
Agora, vamos para a taxa de transferência de calor, que também é conhecida como potência térmica. Essa taxa representa a quantidade total de calor que está sendo transferida por unidade de tempo, sem considerar a área pela qual o calor está passando. É como olhar para a quantidade total de energia passando por uma parede inteira a cada segundo.
A fórmula para a taxa de transferência de calor (
) é:
Onde:
-
é a quantidade de calor (em Joules, J), -
é o tempo (em segundos, s).
Passo 4
Então, resumindo a diferença: o fluxo térmico foca em quanto calor está passando por metro quadrado da área por segundo (
), enquanto a taxa de transferência de calor olha para a quantidade total de calor passando em toda a área por segundo (
), que também é medida em Watts (W).
Resposta
A diferença entre fluxo térmico e taxa de transferência de calor é que o fluxo térmico mede a quantidade de calor que passa por uma unidade de área por unidade de tempo (
), enquanto a taxa de transferência de calor mede a quantidade total de calor transferido por unidade de tempo (
). As unidades são, respectivamente, W/m² para o fluxo térmico e W para a taxa de transferência de calor.
Exercícios relacionados
Quais são os principais tipos de trocadores de calor?
Quais são os mecanismos físicos associados à transferência de calor por condução, convecção e radiação?
O que é a diferença média logarítmica de temperatura (LMTD) e por que ela é usada em trocadores de calor?
O que é um gradiente de temperatura? Quais são suas unidades? Qual é a relação entre fluxo térmico e gradiente de temperatura?