Questão 1: A parede de um forno industrial é construída em tijolo refratário com
de espessura, cuja condutividade térmica é de
. Medidas efetuadas ao longo da operação em regime estacionário revelam temperaturas de 1400 e 1500 K nas paredes interna e externa, respectivamente. Qual é a taxa de calor perdida através de uma parede que mede 0,5 m por
?
Passo 1
O enunciado trata de condução de calor unidimensional em uma parede plana de espessura
m e condutividade térmica
W/(m·K), em regime estacionário. Nas faces interna e externa medem-se
K e
K, respectivamente. Queremos a taxa de calor
que atravessa uma área retangular de
m ×
m.
Passo 2
Pela lei de Fourier para condução estacionária em parede plana vale
onde
é a área da parede e
é a espessura.
Passo 3
A área da parede é
A diferença de temperatura é
Passo 4
Substituindo em Fourier:
O sinal positivo indica fluxo da face mais quente para a mais fria, logo a parede perde
,W.
Resposta
A taxa de calor perdida é
,W.