[25] Uma barra de chumbo (
) com 15 cm de comprimento é colada pela extremidade numa barra de cobre (
) de 25 cm de comprimento. As duas barras são perfeitamente isoladas em suas partes laterais. As seções transversais das duas barras são iguais a um quadrado com lados iguais a 12 mm . A extremidade livre da barra de chumbo encontra-se fixada numa parede que é mantida a
, e a extremidade livre da barra de cobre é fixada numa parede que é mantida a
. Calcular a temperatura na junção entre as duas barras.
Passo 1
O problema trata de condução de calor em regime estacionário numa barra composta por duas seções em série (chumbo e cobre), ambas com área da seção transversal constante e isoladas lateralmente, com extremidades mantidas em temperaturas fixas. Vamos usar o modelo de resistências térmicas em série, em que cada seção tem resistência
e o fluxo de calor é
A temperatura na junção é
Passo 2
Calcular a área da seção transversal, sabendo que o lado do quadrado é
:
Passo 3
Determinar as resistências térmicas de cada seção:
Logo,
Passo 4
O fluxo de calor é
Passo 5
A temperatura na junção vale
Resposta
A temperatura na junção entre as barras é aproximadamente
.