Uma parede de 4 cm de espessura foi construída com um material, cuja condutividade térmica é de 0,04 W / m^circ C. Calcule o fluxo de calor através da parede, para uma diferença de 10^circ C. (resposta 10 W / m^2 ).

Passo 1

Vamos resolver um exercício de condução de calor. A questão nos apresenta uma parede com 4 cm de espessura, usando um material com condutividade térmica de . Precisamos calcular o fluxo de calor que passa por essa parede quando há uma diferença de temperatura de . Para isso, vamos usar a Lei de Fourier da Condução de Calor, que relaciona o fluxo de calor com a condutividade térmica, a área, a diferença de temperatura e a espessura do material.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a Lei de Fourier. Ela é dada por:
q = -k cdot De
Onde:
  • é o fluxo de calor (em ²),
  • é a condutividade térmica do material (em ),
  • é a diferença de temperatura (em ),
  • é a espessura da parede (em metros).
O sinal negativo indica a direção do fluxo de calor, mas como estamos interessados apenas no valor absoluto do fluxo, podemos desconsiderar o sinal.

Passo 3

Vamos converter a espessura da parede de centímetros para metros, porque as unidades da condutividade estão em d = 4 , cm = 0,04 , m .

Passo 4

Agora, substituímos os valores na fórmula:
q = k cdot De
Substituindo os valores conhecidos:
q = 0,04 , W/m,°C times 10 ,°C0,04 , m

Passo 5

Vamos calcular o fluxo de calor:
q = 0,4 , W/m0,04 , m = 10 , W/m² ²

Resposta

O fluxo de calor através da parede é de ².

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