Em uma indústria de panificação, a massa de bolo é colocada em formas retangulares de alumínio e levada para assar em fornos contínuos a
, com aquecimento somente na base inferior do forno e ventilação forçada. Nesse sistema de assamento, a transferência de calor (B) realizada por convecção é insignificante, pois não há agitação da massa do bolo durante o assamento.
Passo 1
Neste exercício, vamos analisar como o calor é transferido durante o processo de assamento de bolos em uma indústria de panificação. O foco principal está na Transferência de Calor, especificamente na condução, já que a transferência por convecção foi considerada insignificante devido à ausência de agitação na massa do bolo. Para resolver este problema, precisaremos utilizar os conceitos da condução de calor e aplicar a Lei de Fourier.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é condução de calor. Condução é a transferência de energia térmica através de um material sem que o material em si se desloque. No caso da nossa situação, o calor está sendo transferido da base do forno para a massa do bolo através da forma de alumínio.
A Lei de Fourier nos ajuda a calcular a taxa de transferência de calor por condução. A fórmula é:
Onde:
-
é a taxa de transferência de calor (em Watts, W) -
é a condutividade térmica do material (em W/m·K) -
é a área pela qual o calor está sendo transferido (em m²) -
é a diferença de temperatura entre as duas faces do material (em Kelvin, K) -
é a espessura do material (em metros, m)
Passo 3
Vamos identificar cada componente na nossa situação:
- Condutividade térmica (
): A condutividade térmica do alumínio é aproximadamente 205 W/m·K. - Área (
): Suponha que a área da base da forma retangular seja . - Diferença de temperatura (
): A temperatura do forno é e assumindo que a massa do bolo está a , a diferença é . - Espessura (
): Suponha que a espessura da forma de alumínio seja .
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula da Lei de Fourier:
Calculando:
Resposta
A taxa de transferência de calor realizada por condução é de
.
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