Qual é a relação entre a taxa de transferência de calor na parede,
e o gradiente de temperatura na parede?
(a)
é inversamente proporcional ao gradiente de temperatura na parede.
(b)
é independente do gradiente de temperatura na parede.
©
é proporcional ao gradiente de temperatura na parede.
(d)
é igual ao gradiente de temperatura na parede.
(a)
(b)
©
(d)
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre transferência de calor na parede. A pergunta quer saber como a taxa de transferência de calor, representada por
, se relaciona com o gradiente de temperatura na parede. Para resolver isso, vamos precisar entender a Lei de Fourier, que descreve como o calor se move através de materiais.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o gradiente de temperatura. Isso basicamente significa a variação da temperatura ao longo de uma certa distância na parede. Imagine que um lado da parede está quente e o outro está frio; o gradiente de temperatura mostra quão rápido a temperatura muda de um lado para o outro.
Passo 3
Agora, a taxa de transferência de calor (
) é a quantidade de calor que passa pela parede por unidade de tempo. Quanto maior essa taxa, mais calor está sendo transferido.
Passo 4
A Lei de Fourier nos diz que a taxa de transferência de calor é diretamente proporcional ao gradiente de temperatura e à área através da qual o calor está passando, e inversamente proporcional à espessura da parede. A fórmula é:
Onde:
-
é a condutividade térmica do material, -
é a área da superfície, -
é o gradiente de temperatura.
Passo 5
Observando a fórmula, vemos que
aumenta conforme
aumenta, ou seja, a taxa de transferência de calor é proporcional ao gradiente de temperatura.
Resposta
A alternativa correta é a ©
é proporcional ao gradiente de temperatura na parede.