a) Considere que a parede de um forno com uma espessura de 20 cm é feita de um tijolo de condutividade térmica igual a
. Se a temperatura nas faces interior e exterior da parede for mantida em
e
respectivamente, calcular o fluxo de calor através das paredes.
b) Se o forno for um paralelepípedo de dimensões interiores
, calcular o calor total perdido através das paredes do forno. Desprezar o fluxo de calor através das arestas e cantos do forno.
c) Se o forno for aquecido electricamente calcular a energia eléctrica em kWh que se consome diariamente para compensar as perdas de calor pelas paredes.
b) Se o forno for um paralelepípedo de dimensões interiores
c) Se o forno for aquecido electricamente calcular a energia eléctrica em kWh que se consome diariamente para compensar as perdas de calor pelas paredes.
Passo 1
O enunciado trata de um forno cujas paredes têm espessura de
,m e condutividade térmica
,
. As faces interna e externa são mantidas a
e
, respectivamente.
Conteúdo: condução estacionária unidimensional de calor. Vamos usar a lei de Fourier para calcular o fluxo por unidade de área, depois a área total das paredes e, por fim, a energia elétrica diária necessária.
Conteúdo: condução estacionária unidimensional de calor. Vamos usar a lei de Fourier para calcular o fluxo por unidade de área, depois a área total das paredes e, por fim, a energia elétrica diária necessária.
Passo 2
A lei de Fourier para condução unidimensional em regime permanente dá
onde
e
é a espessura. Aqui
Logo, o fluxo por área é
Passo 3
O forno é um paralelepípedo interno de
,m, então a área total das seis faces é
O calor total perdido por condução é
Passo 4
Se o forno é aquecido eletricamente, a energia diária consumida é
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)