Enunciado

O transporte de calor em regime não estacionário pode ser descrito pela seguinte equação diferencial parcial:

∂ T ∂ t = D T ∂ ² t ∂ x ²

Em que D T é a difusividade térmica; essa expressão é o equivalente térmico à segunda lei da difusão de Fick (Equação 5.4b). A difusividade térmica é definida de acordo com

D T = k ρ c p

Nessa expressão, k, ρ e c p representam, respectivamente, a condutividade térmica, a massa específica e o calor específico à pressão constante.

  1. Quais são as unidade SI para D T ?

Passo 1

Fala ai! Pra resolver essa questão precisamos analisar as unidades no SI de cada item que vai nos dar a difusividade térmica da fórmula que ele deu pra gente no enunciado:

D T = k ρ c p

Então vamos lá:

k = W / m . K

ρ = k g / m ³

c p = J / k g . K

Outra coisa importante da gente saber aqui é que Watts é igual a Joule por segundo: W = J / s

Passo 2

Agora vamos montar a nossa fórmula substituindo cada coisa pelas suas unidades:

D T = W / m . K k g m ³   x J k g . K   = J / s . m . K k g m ³   x J k g . K   = J s . m . K k g m ³   x J k g . K  

Agora bora cortar o que der pra cortar!

D T = m ² s

Resposta

D T = m ² s

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Quando um metal é aquecido, sua massa específica diminui. Existem duas fontes que dão origem a essa diminuição no valor de ρ : (1) a expansão térmica do sólido e (2) a formação de lacunas (Seção 4.2).
Para cada um dos seguintes pares de materiais, decida qual possui maior condutividade térmica. Justifique suas escolhas.Cobre puro; bronze ao alumínio (95%p Cu-5%p Al).Sílica fundida; quartzo.Polietil
(d) Calcule a perda de calor por hora se o aço for empregado e se a espessura for aumentada para 20 mm (0,79 in).
(c) Qual será a perda de calor por hora se um vidro de cal de soda for empregado no lugar do aço?
(b) Qual é a perda de calor por hora se a área da chapa for de 0,25 m² (2,7 ft²)?