Uma placa de isolante térmico possui
de seçîo transversal e 2 cm de espesgura. Sua condutividade témica é de
.
. Se a diferença de temperatura entre as faces c de
, quantas calorias atravessa a placa por segundo? Qual é a taxa de transferência de calor, em watts?
Passo 1
Beleza, então a gente tem uma placa isolante térmica com uma área de seção transversal de
e uma espessura de 2 cm. A condutividade térmica dessa placa é
. A diferença de temperatura entre as faces da placa é de
. A gente precisa descobrir quantas calorias passam pela placa por segundo e qual é a taxa de transferência de calor em watts. Vamos usar a Lei de Fourier para condução de calor.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a Lei de Fourier, que nos diz que a taxa de transferência de calor (
) por condução é dada por:
Onde:
-
é a condutividade térmica, -
é a área da seção transversal, -
é a diferença de temperatura, -
é a espessura da placa.
Passo 3
Vamos identificar os valores que temos:
Passo 4
Agora, vamos substituir esses valores na fórmula:
Passo 5
Fazendo as contas passo a passo:
- Multiplicamos
por 100:
- Em seguida, multiplicamos por 100:
- Por último, dividimos por 2:
Passo 6
Então, a taxa de transferência de calor é de
.
Passo 7
Agora, vamos converter essa taxa para watts. Sabemos que:
Portanto:
Resposta
A quantidade de calor que atravessa a placa por segundo é de
e a taxa de transferência de calor é de aproximadamente
.