As duas superfícies de uma placa de
de espessura são mantidas a
e
, respectivamente. Se for avaliado que o calor é transferido por meio da placa a uma taxa de
, determine sua condutividade térmica. Resposta:
.
Passo 1
Vamos entender o problema. Temos uma placa com espessura de 1,3 cm (ou 0,013 metros). As duas faces da placa estão mantidas a temperaturas diferentes: uma a 4°C e a outra a 44°C. Sabemos que o calor está sendo transferido através da placa a uma taxa de 450 W/m². Nosso objetivo é descobrir a condutividade térmica dessa placa. Para resolver isso, vamos usar a Lei da Condução de Calor, que relaciona a taxa de transferência de calor com a condutividade térmica, a diferença de temperatura e a espessura do material.
Passo 2
A Lei da Condução de Calor é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a taxa de transferência de calor por unidade de área (W/m²), -
é a condutividade térmica do material (W/(m·°C)), -
é a diferença de temperatura entre as duas faces da placa (°C), -
é a espessura da placa (m).
Passo 3
Queremos encontrar a condutividade térmica
. Vamos reorganizar a fórmula para isolar
:
Passo 4
Agora, vamos identificar e substituir os valores conhecidos na fórmula:
- Taxa de transferência de calor,
- Espessura da placa,
- Diferença de temperatura,
Passo 5
Substituindo esses valores na fórmula:
Passo 6
Calculando os valores:
Resposta
A condutividade térmica da placa é de
.
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b) Qual é a velocidade de uma partícula em
?
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, ocupa um volume de
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. Determine:
c) O valor do calor.
c) O valor do calor.
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, com
em
e
em
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.
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e
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e viscosidade absoluta
Pa.s.