Questão 1: A parede de um forno industrial é construída em tijolo refratário com 0,15 m de espessura, cuja condutividade térmica é de 1,7 W /(m K). 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 1,2 m ?

Passo 1

O enunciado trata de condução de calor unidimensional em uma parede plana de espessura L=0,15 m e condutividade térmica k=1,7 W/(m·K), em regime estacionário. Nas faces interna e externa medem-se Trm int=1400 K e Trm ext=1500 K, respectivamente. Queremos a taxa de calor dot Q que atravessa uma área retangular de 0,5 m × 1,2 m.

Passo 2

Pela lei de Fourier para condução estacionária em parede plana vale
dot Q = k,A,Trm ext-Trm intL,
onde A é a área da parede e L é a espessura.

Passo 3

A área da parede é
A = 0,5;mtimes 1,2;m = 0,6;m^2
A diferença de temperatura é
De<a T = Trm ext-Trm int = 1500;K-1400;K = 100;K

Passo 4

Substituindo em Fourier:
dot Q = 1,7;WmcdotK;times 0,6;m^2 ;times100;K0,15;m = 680;W
O sinal positivo indica fluxo da face mais quente para a mais fria, logo a parede perde 680,W.

Resposta

A taxa de calor perdida é 680,W.

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