Considere uma placa de espessura
. Uma superfície é mantida a
e a outra superfície, a
. Determine o fluxo de calor através da placa quando esta for feita de cimento
Passo 1
O enunciado pede o fluxo de calor estacionário por condução através de uma placa de espessura
, com uma face a
e a outra a
. O conteúdo usado é a lei de Fourier para condução unidimensional em regime permanente, que diz que o fluxo de calor por área é proporcional ao gradiente de temperatura e à condutividade térmica do material.
Passo 2
A lei de Fourier unidimensional em regime permanente e sem geração interna de calor é
onde
é o fluxo de calor por unidade de área (W/
),
é a condutividade térmica do cimento e
é a diferença de temperatura entre as faces. O sinal negativo indica que o calor flui do quente para o frio; aqui vamos usar o módulo do fluxo.
Passo 3
Precisamos adotar um valor para a condutividade térmica do cimento. Um valor típico de
para cimento ou argamassa de cimento é
A diferença de temperatura é
Passo 4
Substituindo em
temos
Resposta
O fluxo de calor através da placa de cimento é
.