Enunciado

Reconsidere o Prob. 2-105. Usando EES (ou outro programa), trace a taxa de condução de calor através da placa como função da temperatura do lado quente da placa no intervalo de 400 K a 700 K. Discuta os resultados.

Passo 1

Nosso primeiro passo é relembrar qual é a equação que governe a taxa de transferência de calor da questão anterior. Ela é dada por:

Q ˙ = - k m é d ⋅ A ⋅ T 2 - T 1 L

Sendo que k m é d é o valor da condutividade térmica na temperatura média, que pode ser expresso por:

k m é d = k 0 1 + β T 1 + T 2 2

Como o lado quente é expresso pela temperatura T 1 , se substituirmos todos os valores na equação da transferência de calor, com exceção desta temperatura, temos:

Q ˙ = - k 0 1 + β T 1 + T 2 2 ⋅ A ⋅ T 2 - T 1 L

Q ˙ = - 18 ⋅ 1 + 8,7 ⋅ 10 - 4 T 1 + 350 2 ⋅ 1,5 ⋅ 0,6 ⋅ 350 - T 1 0,15

Q ˙ = - 1 08 ⋅ 1 + 8,7 ⋅ 10 - 4 T 1 + 350 2 ⋅ 350 - T 1

Passo 2

Agora que conseguimos determinar a nossa função no passo anterior, precisamos plotar essa função para os valores de T 1 variando de 400 K a 700 K. Com isto, temos:

Como era esperado, ao aumentarmos a diferença de temperatura entre as superfícies, aumentamos a taxa de transferência de calor.

Resposta

Como era esperado, ao aumentarmos a diferença de temperatura entre as superfícies, aumentamos a taxa de transferência de calor.

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