Condução de calor
Dois grandes recipientes, com temperaturas inicialmente distintas, devem ser colocados em contato térmico através de uma ponte metálica.
Para tal ponte, se dispõe dois cilindros de área e comprimento : um com condutividade térmica , o outro com .
São estudados os três casos abaixo, sempre colocando as bases dos cilindros em contato com os recipientes:
- Só se usa um cilindro, o de condutividade menor.
- Os dois cilindros lado a lado, mas sem encostar um no outro.
- Os recipientes são afastados e coloca-se os dois cilindros em série (um após o outro).
Qual a ordenação correta para as taxas de condução de calor?
Passo 1
Queremos saber a relação entre as taxas de condução.
Vamos calcular a taxa em cada situação.
Situação I:
Cilindro de menor condutividade:
Passo 2
Situação II:
Dois cilindros lado a lado: associação em paralelo.
Como e :
Passo 3
Situação III:
Cilindros colocados um após o outro: associação em série:
Como e :
Calculando denominador:
Substituindo:
Passo 4
Comparando as taxas de condução:
Podemos notar que:
Pois:
que são os coeficientes que aparecem na frente do termo em comum.
Logo, alternativa (d).
Resposta
Alternativa (d).
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