Uma parede é composta por quatro materiais isolantes, o material 1 é um anti-chamas de condutividade de
, o material 2 é um isolante com condutividade de
, o material 3 é um impermeabilizante com condutividade de
e o material 4 é estrutural com condutividade de
. Sabendo que são conhecidas as temperaturas
e
. Determine:
b) A temperatura T2 da parede, considerando uma espessura L de 25 mm
b) A temperatura T2 da parede, considerando uma espessura L de 25 mm
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que tá rolando aqui! A gente tem uma parede feita de quatro materiais diferentes, cada um com uma condutividade térmica específica. Sabemos as temperaturas em dois pontos da parede,
e
, e a espessura total da parede é de 25 mm. O objetivo é descobrir a temperatura
em algum ponto intermediário da parede. Para isso, vamos usar o conceito de transferência de calor em regime estacionário através de camadas em série.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender como o calor está passando por essas camadas. Quando temos múltiplos materiais em série, a resistência térmica total da parede é a soma das resistências térmicas de cada material. A resistência térmica (
) de uma camada é dada por:
onde:
-
é a espessura do material, -
é a condutividade térmica do material.
Passo 3
Vamos calcular a resistência térmica de cada material. Mas antes, precisamos converter a espessura da parede para metros:
Agora, calculando cada resistência:
Passo 4
Agora, como queremos encontrar
, precisamos focar nas resistências que estão entre
e
. Supondo que
esteja logo antes do material 3, temos:
Sabemos que a diferença de temperatura entre
e
é:
A taxa de transferência de calor (
) é igual para todas as camadas, então:
Passo 5
Agora, para encontrar
, que está imediatamente antes do material 3, usamos a resistência do material 4:
Resposta
A temperatura
da parede é de
.
Exercícios relacionados
Um tubo de aço de 100 mm de diámetro externo e 80 mm de diâmetro interno com condutividade térmica de
transporta um gás quente que mantêm a temperatura da superficie a
. Realiza-se o isolamento com la de rocha com espessura de 30 mm e com condutividade térmica
. Sabendo que o tubo está em um ambiente a
que a vizinhança está a
com coeficiente de convecção de
e coeficiente de radiação
. Determine:
b) A taxa de transferência de calor de condução por metro de tubo considerando os efeitos convectivos e radiativos.
b) A taxa de transferência de calor de condução por metro de tubo considerando os efeitos convectivos e radiativos.
Uma parede é composta por quatro materiais isolantes, o material 1 é um anti-chamas de condutividade de
, o material 2 é um isolante com condutividade de
, o material 3 é um impermeabilizante com condutividade de
e o material 4 é estrutural com condutividade de
. Sabendo que são conhecidas as temperaturas
e
. Determine:
d) A largura L do material para que a temperatura reduza
(Responder no Campo em Branco
)
d) A largura L do material para que a temperatura
Um tubo de aço de 100 mm de diámetro externo e 80 mm de diâmetro interno com condutividade térmica de
transporta um gás quente que mantêm a temperatura da superficie a
. Realiza-se o isolamento com la de rocha com espessura de 30 mm e com condutividade térmica
. Sabendo que o tubo está em um ambiente a
que a vizinhança está a
com coeficiente de convecçăo de
e coeficiente de radiação
. Determine:
b) A taxa de transferência de calor de condução por metro de tubo considerando os efeitos convectivos e radiativos.
b) A taxa de transferência de calor de condução por metro de tubo considerando os efeitos convectivos e radiativos.
Uma tubo de aluminio de 80 mm de diâmetro externo transporta uma gás quente a
e possui um coeficiente de conveção de
. O tubo é isolado com dois materiais diferentes, o material 2 e o material 3 , com as seguintes condutividades
respectivamente. Sabendo que a temperatura ambiente e
, determine:
b) A temperatura da superficie entre os isolamentos (Responder no Campo - Formato )
b) A temperatura da superficie entre os isolamentos (Responder no Campo - Formato