Uma placa metálica possui as suas faces, respectivamente, com temperaturas de 450^circ C e 100^circ C, bem como espessura de 80 mm. Calcular o fluxo de calor por área ( Kcal / m^2 ).

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício que é sobre transferência de calor por condução. A gente tem uma placa metálica com duas faces a temperaturas diferentes: uma está a 450^circ C e a outra a 100^circ C. A espessura da placa é de 80 mm. Nosso objetivo é calcular o fluxo de calor por área em Kcal/m^2.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender que o fluxo de calor por condução pode ser calculado usando a Lei de Fourier. A fórmula dela é:
q = QA = k De
Onde:
  • q é o fluxo de calor por área ( Kcal/m^2).
  • k é a condutividade térmica do material.
  • De é a diferença de temperatura entre as duas faces.
  • L é a espessura da placa.

Passo 3

Vamos identificar os valores que temos:
  • De
  • L = 80 mm = 0,08 m
No entanto, precisamos saber a condutividade térmica ( k) da placa metálica. Como o enunciado não fornece esse valor, vamos supor que a placa é de aço, cuja condutividade térmica típica é aproximadamente 50 W/(mcdotK). Para converter para Kcal/(mcdothcdot°C), usamos a relação:
1 W = 0,0036 Kcal/h
Então,
k = 50 W/(mcdotK) times 0,0036 = 0,18 Kcal/(mcdothcdot°C)

Passo 4

Agora, substituímos os valores na fórmula da Lei de Fourier:
q = 0,18 times 3500,08 = 630,08 = 787,5 Kcal/m^2cdoth

Passo 5

Portanto, o fluxo de calor por área é de 787,5 Kcal/m^2cdoth.

Resposta

O fluxo de calor por área é de 787,5 Kcal/m²·h.

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