Uma barra de cobre de comprimento tem seção reta de área . Essa barra tem suas extremidades mantidas a temperaturas e . Sabendo que a condutividade térmica do cobre é , calcule:
- O fluxo de calor através da barra
- A quantidade de calor que passa pela barra em 1,0 minuto
Passo 1
Opa, tudo bom? Espero que sim pra gente continuar com nossos estudos 😊
Antes de começar a letra a) vamos dar uma olhada no que o enunciado dá pra gente
Repare que as unidades da condutividade térmica estão no SI, então todas as outras grandezas também tem que estar no SI.
A única grandeza que não está no SI é a temperatura, temos que passar de para . Lembram da relação?
Então nossas temperaturas ficam
Show! agora as unidades estão no ponto de bala!
Passo 2
Agora podemos começar a ver a letra a)
Ela pede o fluxo de calor através da barra, então vamos usar essa formulinha aqui
Substituindo os valores que a gente já separou, temos
Vamos pegar nossa amiga calculadora e, com ela achamos que
Isso da pra gente
Podemos escrever também desse jeitinho
OBS: Se você fez essa conta sem transformar a unidade da temperatura para , provavelmente encontrou o mesmo resultado por pura sorte. Isso poderia ter dado muito ruim se o enunciado desse as temperaturas em Fahrenheit, por exemplo. Para evitar problemas, passem para que não tem erro 😊
Passo 3
Show, matamos a letra a), agora vamos pra b) que pede a quantidade de calor que passa pela barra em minuto.
Show de bola, a gente vai lembrar de outra formulinha que tem o a quantidade de calor e variação de tempo, que é essa daqui:
Vamos pegar o valor que achamos na letra a) e substituir, só que para vamos usar o tempo em segundo, tranquilinho? Para mantermos o sistema em SI, então ficamos com
Vamos ter então que