Um bloco de cobre ( \mathrm{k}=400 \mathrm{~W} / \mathrm{m} \cdot \mathrm{K} ) tem uma face a 100^{\circ} \mathrm{C} e a face oposta a 25^{\circ} \mathrm{C}, com 0,1 \mathrm{~m} de largura. Qual a taxa de transferência de calor por metro quadrado através do bloco? Assuma área de 1 \mathrm{~m}^{2}.
Escolha uma opção:
a. 330000,0 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2}.
b. 3000,0 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2}.
c. 300000,0 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2}
d. 400,0 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2}.
e. 3,0 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2}.

Passo 1

O enunciado trata de condução de calor estacionária numa barra de cobre de espessura L=0,1,m, com condutividade térmica \,k=400,W/ m\cdot K, uma face a 100^\circC e a outra a 25^\circC, área de seção transversal A=1, m^{2}. Queremos a taxa de transferência de calor por metro quadrado, ou seja, o fluxo de calor q/A.

Passo 2

Para condução unidimensional estacionária usamos a Lei de Fourier:
\frac{q}{A} = -\,k\,\frac{\Delta T}{L}
onde \Delta T = T_{\text{quente}} - T_{\text{fria}}.

Passo 3

Aqui \Delta T = 100 - 25 = 75,K. Substituindo,
\frac{q}{A} = 400 \times \frac{75}{0,1} = 400 \times 750 = 300000\quad\text{W/m}^2.

Passo 4

Convertendo ao formato da alternativa, temos 300000,0,W/ m^{2}, que corresponde à opção (c).

Resposta

(c) 300000,0,W/ m^{2}

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