Através de uma placa de aço carbono (
) 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
. Calcule a temperatura da outra face da placa. (R:
)
Passo 1
Beleza, vamos lá: o enunciado diz que temos uma placa de aço carbono (condutividade térmica
) 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
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
•
• Espessura
• Dimensões da face:
• Taxa de calor
• Temperatura quente
Passo 3
Agora, calcular a área
da face da placa.
Teoria rápida: a área de um retângulo é base vezes altura.
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:
A gente isola
:
Substituindo tudo:
Calculemos o quociente:
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Resposta
A temperatura da face fria da placa é aproximadamente
.