Uma parede é constituída de dois materiais de condutividades diferentes. O material A possui condutividade de 0,32 e espessura . O material B possui condutividade de e espessura . A temperatura das faces externas desta parede são e . Quanto é o gradiente de temperatura no material B em ? Resp:
Passo 1
Resumo do enunciado: temos uma parede composta por duas camadas em série, A e B, com condutividades e (em ) e espessuras ,cm e ,cm. As temperaturas nas faces externas são (lado A) e (lado B). O conteúdo é condução de calor estacionária unidimensional e vamos usar a lei de Fourier e o conceito de resistência térmica em série para achar o fluxo de calor e depois o gradiente no material B.
Passo 2
Pela lei de Fourier em regime estacionário unidimensional, o fluxo de calor por unidade de área é
onde e cada resistência térmica é
Passo 3
Calculando as resistências:
O total é . Como , temos
Passo 4
No material B a variação de temperatura ao longo da espessura é linear e dada por
Tomando o valor absoluto do gradiente (que é constante),
Resposta
O gradiente de temperatura no material B é 15,2,^circC/cm.