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 ².
  • 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:
²
Calculando:

Resposta

A taxa de transferência de calor realizada por condução é de .

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