A parede de um forno industrial é construída em tijolo refratário com espessura de
e condutividade térmica de
. Medições efetuadas durante a operação em regime permanente revelaram temperaturas de 1400 K e 1150 K nas superfícies interna e externa da parede do forno, respectivamente. Qual a taxa de calor perdida através de uma parede com dimensões
?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que temos uma parede de tijolo refratário com espessura
, condutividade térmica
. As temperaturas nas superfícies interna e externa são
e
. A área da parede é
.
Matéria: condução de calor em regime permanente (Lei de Fourier). Vamos usar a fórmula
.
Matéria: condução de calor em regime permanente (Lei de Fourier). Vamos usar a fórmula
Passo 2
Anota aí os dados:
- L = 0,15 m
- k = 1,7 W/(m·K)
- Tin = 1400 K
- Tout = 1150 K
- A = 0,5 m × 3,0 m = 1,5 m²
Queremos
, que é a taxa de calor (potência) perdida por condução.
Passo 3
A teoria é a Lei de Fourier para condução unidimensional em regime estacionário. Ela diz que a taxa de calor é proporcional à área, à diferença de temperatura e à condutividade, e inversamente proporcional à espessura:
Não tem máximos nem mínimos – é direto.
Passo 4
Substituindo tudo na fórmula:
A diferença de temperatura é
.
Passo 5
Agora é só calcular passo a passo:
-
. - Multiplica por
: . - Divide por
: .
Logo
.
Resposta
A taxa de calor perdida pela parede é de aproximadamente
.