Uma parede de 4 cm de espessura foi construída com um material, cuja condutividade térmica é de
. Calcule o fluxo de calor através da parede, para uma diferença de
. (resposta
).
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:
Onde:
-
é o fluxo de calor (em ), -
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
.
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula:
Substituindo os valores conhecidos:
Passo 5
Vamos calcular o fluxo de calor:
Resposta
O fluxo de calor através da parede é de
.
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.
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, contém ar a 800 kPa (absoluta) e
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(2.28 do Lienhard) A 1 kW commercial electric heating rod, 8 mm in diameter and 0.3 m long, is to be used in a highly corrosive gaseous environment. Therefore, it has to be provided with a cylindrical sheath of fireclay. The gas flows by at
, and
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