(a) Calcule o fluxo de calor ( q ) através de uma chapa de latão com espessura ( De x) de 7,5 mm se as temperaturas nas duas faces forem de 150^circ C e 50^circ C; assuma um fluxo de calor em regime estacionário. Dados: A condutividade térmica do latão é de 120 W / m-K. J / s ou ]
(b) Qual é a perda de calor por hora se a área da chapa for de

Passo 1

Beleza, olha só o que a questão tá pedindo:
(a) Calcular a taxa de calor (fluxo de calor) que atravessa uma chapa de latão de espessura Δx = 7,5 mm quando uma face tá a 150 °C e a outra a 50 °C, em regime estacionário.
(b) Ver quanto de calor “some” por hora se a área da chapa for A = 0,5 m².
Conteúdo: condução de calor – Lei de Fourier.
O que precisamos:
  • Condutividade térmica do latão, k = 120 W/(m·K).
  • Diferença de temperatura ΔT = T₁ – T₂ = 150 °C – 50 °C = 100 K.
  • Espessura Δx = 7,5 mm = 0,0075 m.
  • Área A = 0,5 m² (vai entrar no cálculo do calor total).

Passo 2

Teoria na prática – Lei de Fourier pra condução unidimensional em regime estacionário diz:
dot Q = -,k,A,dTdx
Como a temperatura varia linearmente e a gente conhece ΔT e Δx, a forma discreta fica:
dot Q = k,A,Trm quente - Trm friaDe
Aqui:
  • é a potência térmica (fluxo de calor) em Watts (W),
  • é a condutividade térmica,
  • é a área da seção transversal por onde o calor flui,
  • é a diferença de temperatura entre as faces,
  • é a espessura da chapa.

Passo 3

Substituindo números em
dot Q = k,A,De
temos
dot Q = 120;rm Wrm mcdot Ktimes 0,5;rm m^2times100;rm K0,0075;rm m
Vamos calcular aos poucos:
  1. dot Q = 8,0times10^5;rm W
  2. Então
Logo, o fluxo de calor é

Passo 4

Agora a perda de calor por hora: a cada segundo sai Qrm 1h = dot Q times 3600;rm s = 8,0times10^5;Jstimes 3600;s = 2,88times10^9;J. Em uma hora (3600 s), sai:

Resposta

(a)
(b)

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