A parede de um forno industrial é construída com tijolos refratários de espessura 0,15 m e condutividade térmica 1,7 W /(m K ). 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 1,2 m 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 A = a 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:
De

Passo 4

Vamos usar a lei de Fourier para condução de calor, que é:
dotQ = k cdot A cdot De
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:
dotQ = 1,7 , W/(m cdot K) times 0,6 , m^2 times 250 , K0,15 , m = 2550,15 = 1700 , W

Resposta

A taxa de perda de calor através da parede é de 1700 watts.

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