Duas placas estão separadas uma da outra por uma distância de 1 cm . As placas são planas e paralelas, com temperaturas de 300 K e 200 K e são consideradas corpos negros. Determine a taxa de TC por unidade de área entre as placas (ou seja, por
), em quatro situações particulares: (d) o espaço entre elas está preenchido com isolante térmico. Em todos os casos desconsidere convecção natural entre as placas. Dados:
;
;
.
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos duas placas planas e paralelas, separadas por
. A placa quente está a
e a fria a
. O espaço entre elas está preenchido por um material isolante térmico de condutividade
. Desconsideramos convecção, logo só precisamos aplicar a lei de Fourier para condução unidimensional em regime estacionário.
Passo 2
A lei de Fourier para fluxo de calor por condução unidimensional em uma placa de espessura
e condutividade
diz que a taxa de calor por unidade de área é
onde
.
Passo 3
No nosso caso temos
,
e
.
Passo 4
Substituindo na fórmula:
Resposta
A taxa de transferência de calor por condução, por metro quadrado, é