Exercícios Resolvidos de Condução de Calor

Ver Teoria

Enunciado

Na figura ao lado temos três barras de metal idênticas. No caso (A) elas são soldadas lado a lado e mantidas a uma temperatura T 1 = 0 ° C no lado esquerdo e T 2 = 100 ° C no lado direito. Em 3 minutos são conduzidos 10   J de calor. Quanto tempo levaria para que fossem conduzidos os mesmos 10   J se as placas fossem soldadas uma por cima da outra conforme ilustrado na figura (B)?

Passo 1

A equação de condução de calor é

H 1 = k A T 2 - T 1 L

Onde no primeiro caso A é a área de uma placa e L   é o comprimento das placas, assim, L = 3   l

Quando soldamos a peça da outra forma, iremos aumentar a área de contado e iremos reduzir o comprimento que o calor deve percorrer.

A área iremos triplicar assim A ’ = 3 A

E o comprimento iremos reduzir três vezes L ' = L 3 = l

Assim a condução de calor no segundo caso será:

H 2 = k 3 A T 2 - T 1 L / 3 = 9 H 1

Como a quantidade de calor é a taxa de condução vezes o tempo, então temos que

10   J = H 1 . t 1 = H 2 . t 2

Assim,

H 1 . 3.60 = 9 H 1 . t 2

t 2 = 180 9 = 20   s

Resposta

Alternativa d

Exercícios de Livros Relacionados

Um carpinteiro constrói uma porta de madeira maciça com dimensões de 2,0m × 0,95m × 5,0c m . Sua condutividade térmica é k = 0,120 W / m ⋅ K . A película de ar sobre a superfície interna e a película
Pingentes de gelo. A água cobre a superfície de um pingente de gelo ativo (em processo de crescimento) e forma um tubo curto e estreito na extremidade do eixo central (Figura). Como a temperatura da i
A figura mostra uma parede feita de quatro camadas, de condutividades térmicas k 1 = 0,060 W m . K , k 3 = 0,040 W m . K e k 4 = 0,12 W m . K ( k 2 não é conhecida). As espessuras das camadas são L 1
( a ) Calcule a taxa com a qual o calor do corpo atravessa a roupa de um esquiador em regime estacionário, a partir dos seguintes dados: a área da superfície do corpo é 1,8m 2 ; a roupa tem 1,0c m de
Efeito Leidenfrost. Quando se deixa cair uma gota d’água em uma frigideira cuja temperatura está entre 100 ° C e 200 ° C , a gota dura menos de 1s . Entretanto, se a temperatura da frigideira é maior,