Exercícios Resolvidos de Propagação de Calor

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Enunciado

Considere a placa da figura abaixo. Suponha que L = 25,0   c m , A = 90,0   c m 2 e que o material é cobre. Se T Q = 125 ° C , T F = 10,0 ° C   e um regime estacionário é atingido, determine a taxa de condução de calor através da placa. Dados: k c = 401   W / m . K

Passo 1

Faaala galerinha, tranquilo? Espero que sim! Bora que tamo na reta final!!

Primeiro vamos pegar as informações do enunciado

L = 25,0   c m     →       L = 0,25   m

A = 90,0   c m 2

T Q = 125 ° C

T F = 10,0 ° C

k c = 401   W / m . K

Φ = ?

Repare que já transformei a unidade do L para metros para ficar coerente com a unidade do k , belezinha?

Passo 2

O exercício quer que determinemos a taxa de condução de calor da placa de cobre. Para isso vamos usar a fórmula de taxa de condução de calor:

Φ = k A T 2 - T 1 L

Repare que como estamos tratando de uma VARIAÇÃO DE TEMPERATURA não precisamos converter pra Kelvin, porque a variação na escala Celsius é a mesma na escala Kelvin.

Δ K 5 = Δ C 5       → Δ K = Δ C

Ou seja, variar 1 ° C é a mesma coisa que variar 1 K .

Passo 3

O enunciado nos forneceu tudo que precisamos, então basta substituir na fórmula

Φ = 401 ⋅ 90 ⋅ 10 - 4 ⋅ 125 - 10 0,25

Repare que como a variação da temperatura é igual em Celsius e Kelvin, não precisamos transformar.

Lembre-se apenas de usar as unidades do SI, por isso transformamos tudo que ele deu em c m para m .

Assim, temos que

Φ = 3,61 ⋅ 115 0,25

Φ = 3,61 ⋅ 460

Φ = 1.660,6   W

Podemos colocar isso em notação científica, ficando com:

Φ = 1,66 ⋅ 10 3   W

Resposta

Φ = 1,66.10 3   W