A parede de um forno industrial é construída em tijolo refratário com espessura de 0,15 m e condutividade térmica de 1,7 W /(m K). 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 0,5 m times 3,0 m ?

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
.

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:
dot Q = k,A,Trm in - Trm outL
Não tem máximos nem mínimos – é direto.

Passo 4

Substituindo tudo na fórmula:
dot Q = 1,7;Wmcdot K;times 1,5;m^2;times 1400 K - 1150 K0,15 m
A diferença de temperatura é .

Passo 5

Agora é só calcular passo a passo:
  1. .
  2. Multiplica por : .
  3. Divide por : .
Logo .

Resposta

A taxa de calor perdida pela parede é de aproximadamente .

Exercícios relacionados