Através de uma placa de aço carbono ( k=60,5 W / m K ) de 50 por 75 cm , com 2 cm de espessura, existe uma taxa de transferência de calor da ordem de 2500 W . A temperatura de uma face da placa é 250^circ C. Calcule a temperatura da outra face da placa. (R: 247,8^circ C )

Passo 1

Beleza, vamos lá: o enunciado diz que temos uma placa de aço carbono (condutividade térmica dot Q = -,k,A,De) de dimensões e espessura . Sabemos que a taxa de calor que flui é de e que uma face da placa está a . A pergunta é: qual é a temperatura da outra face?
Conteúdo: condução de calor estacionária em uma parede plana usando a Lei de Fourier. Vamos precisar converter unidades, calcular área, e depois aplicar a fórmula básica

Passo 2

Primeiro, lista de dados e conversões:

• Espessura
• Dimensões da face: e
• Taxa de calor
• Temperatura quente

Passo 3

Agora, calcular a área A = (0,50;m) times (0,75;m) = 0,375;m^2 da face da placa.
Teoria rápida: a área de um retângulo é base vezes altura.

Passo 4

Aplicar a Lei de Fourier para condução unidimensional estacionária, desprezando resistências de convecção:
dot Q = k,A,T1 - T2L
A gente isola T2 = T1 - dot Q,Lk,A :
T2 = 250^circC - 2500;Wtimes0,02;m60,5;W/(mcdot K)times0,375;m^2
Substituindo tudo:
2500times0,0260,5times0,375 = 5022,6875approx2,2037;^circC
Calculemos o quociente:
T2 approx 250 - 2,2037 = 247,7963;^circC
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Resposta

A temperatura da face fria da placa é aproximadamente .

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