- O forno de uma cerâmica possui paredes fabricadas com material refratário com condutividade térmica
e espessura
. Uma das paredes possui área superficial
. A temperatura interna desta parede é de
e a temperatura da face externa é
. Obtenha uma expressão para a distribuição de temperatura na parede. Com a expressão obtida, determine a temperatura no centro da parede. Obtenha o valor do fluxo de calor por condução na parede. Considere regime permanente e condução unidimensional sem geração de calor.
Passo 1
O enunciado descreve uma parede plana de espessura
,m, condutividade térmica
,W/(
) e área
,
, sujeita a regime permanente de condução unidimensional sem geração de calor. As temperaturas nas faces interna e externa são
,°C e
,°C. Vamos usar a equação de condução estacionária em 1D, que traz
Passo 2
Integrando
duas vezes, obtemos
Aplicando as condições de contorno
,°C e
,°C, temos
Logo, a distribuição de temperatura é
Passo 3
A temperatura no centro da parede (
,m) é
Passo 4
O fluxo de calor por condução é dado por