- Duas paredes cuja temperatura à superfície é mantida em
e
, estão afastadas 15 cm . Para aumentar a transferência de calor entre elas pretende-se instalar entre as superfícies uma barra de secção quadrada de um material de condutividade térmica
. Qual as dimensões da barra se se pretender transferir através dela um calor de 400 W , desprezando as perdas de calor por convecção da barra.
Passo 1
O enunciado fala de condução de calor unidimensional através de uma barra de seção quadrada, colocada entre duas paredes mantidas a
e
, separadas por
cm. A condutividade térmica do material é
W/(m
) e queremos uma taxa de calor
W sem perdas por convecção. O que precisamos usar é a lei de Fourier para regime permanente:
onde
é a área da seção transversal e
a diferença de temperatura.
Passo 2
Escrevendo a lei de Fourier e isolando
, temos
Passo 3
Substituímos os valores numéricos:
W,
m,
W/(m
) e
. Logo,
Passo 4
Como a barra tem seção quadrada de lado
, vale
. Logo
Resposta
A barra deve ter seção quadrada com lado aproximadamente
m (ou
cm).