Uma taxa de calor de 3 kW é conduzida através de um material isolante, utilizado em um forno industrial, com área de seção reta de
e espessura de
. Se a temperatura da superfície interna é de
e a condutividade térmica do material é de
, qual a temperatura da superfície externa?
Passo 1
O enunciado dá uma taxa de calor
que atravessa um isolante de área de seção reta
e espessura
. A condutividade térmica do material é
e a superfície interna está a
. Pergunta-se a temperatura da superfície externa
. O conteúdo é condução estacionária unidimensional (lei de Fourier).
Passo 2
Converter unidades e listar dados:
A taxa de calor em watts é
A taxa de calor em watts é
A espessura em metros é
Mantêm-se
Passo 3
Pela lei de condução de Fourier em regime estacionário e unidimensional vale
Isolando a diferença de temperatura entre as faces, obtemos
Passo 4
Calcular numericamente a queda de temperatura:
Como uma variação de
equivale a
, a queda é
. Logo
Resposta
A temperatura da superfície externa é
.