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 ( ²), 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 ( ²), 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.

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