A parede de um forno industrial é construída com tijolos refratários de espessura
e condutividade térmica
). Medições realizadas durante a operação em regime estacionário apresentaram temperaturas de 1400 e 1150 K nas superfícies interna e externa, respectivamente. Qual a taxa de perda de calor através de uma parede com 0,5 por
de lado?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Esse exercício fala sobre transferência de calor através de uma parede de forno. A gente vai usar conceitos de condução de calor, especificamente a lei de Fourier. Para resolver, a gente precisa dos dados da espessura da parede, condutividade térmica, temperaturas nas superfícies interna e externa, e as dimensões da parede.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a área da parede. Sabemos que a parede tem 0,5 metros de altura e 1,2 metros de largura. A área
é dada por:
Passo 3
Agora, vamos encontrar a diferença de temperatura entre as duas superfícies da parede. As temperaturas são 1400 K na parte interna e 1150 K na parte externa. Então:
Passo 4
Vamos usar a lei de Fourier para condução de calor, que é:
Onde:
-
é a taxa de perda de calor, -
é a condutividade térmica, -
é a área, -
é a diferença de temperatura, -
é a espessura da parede.
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Resposta
A taxa de perda de calor através da parede é de 1700 watts.