Considere uma parede plana de espessura
constituída de madeira com condutividade térmica
. A superfície esquerda é mantida à temperatura
, enquanto a superfície direita permanece a temperatura
. Determine a densidade de fluxo de calor que atravessa a parede em
.
Passo 1
O enunciado descreve condução de calor unidimensional permanente através de uma parede de madeira de espessura
(ou
) e condutividade térmica
. As temperaturas nas superfícies são
(lado esquerdo) e
(lado direito). Para resolver, usamos a lei de Fourier para condução.
Passo 2
A lei de Fourier para fluxo de calor unidimensional é
Passo 3
Em regime permanente e com condutividade constante, o gradiente de temperatura é aproximado por
Passo 4
Substituindo esse gradiente na lei de Fourier e trocando o sinal para expressar o fluxo do lado mais quente para o lado mais frio, obtemos
Agora, inserindo os valores numéricos,