Uma fornalha de tratamento térmico possui paredes de aço (
), com
de espessura. O interior do forno é mantido a
e o exterior a
.
Calcule o calor perdido através das paredes da fornalha, considerando todas as paredes. (1 ponto)
Calcule o calor perdido através das paredes da fornalha, considerando todas as paredes. (1 ponto)
Passo 1
Então, temos uma fornalha com paredes de aço de espessura 10 mm. O interior está a 500°C e o exterior a 50°C. Vamos calcular o calor perdido através dessas paredes. Para isso, vamos usar conceitos de condução de calor, especificamente a lei de Fourier.
Passo 2
Primeiro, sabemos que a quantidade de calor ($ Q $) perdida por condução pode ser calculada pela fórmula:
Onde:
- $ k $ é a condutividade térmica do material (aço, neste caso).
- $ A $ é a área das paredes.
- $ \Delta T $ é a diferença de temperatura entre o interior e o exterior.
- $ d $ é a espessura da parede.
Passo 3
Vamos identificar os valores fornecidos:
- $ k = 40 , \mathrm{W/m \cdot K} $
- $ \Delta T = 500°C - 50°C = 450°C $
- $ d = 10 , \mathrm{mm} = 0,01 , \mathrm{m} $
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Resposta
O calor perdido através das paredes da fornalha é dado por $ Q = 1.800.000 \cdot A , \mathrm{W/m^2} $.