Enunciado

Um fogão de cozinha elétrico tem paredes com área total igual a 1,40   m 2 e um isolante com uma camada de fibra de vidro de espessura igual a 4,0 cm. A superfície interna da fibra de vidro possui temperatura igual a 175   ° C e a superfície externa está a 35   ° C . A condutividade térmica da fibra de vidro é 0,040   W / m ⋅ K . a) Qual é a taxa de transferência de calor através so isolante, supondo que ee possa ser tratado como uma placa com área total igual a 1,40   m 2 ? b) Que potencia elétrica deve ser fornecida ao elemento aquecedor para mater a temperatura necessária?

Passo 1

Bom galera, aqui usamos:

Q t = k A ( T H - T C ) L

Temos que:

T H - T C = 175   ℃ - 35 ℃ .

1 K = 1 ℃ ,   portanto, não há necessidade de converter as temperaturas em kelvins.

Passo 2

  1. Assim, temos que:
  2. Q t = ( 0,040   W / m ⋅ K ) ( 1,40   m 2 ) ( 175   ℃ - 35 ℃ ) 4,0 × 10 - 2   m = 196   W .

    Passo 3

  3. A entrada de energia deve ser 196   W , para substituir o calor conduzido pelas paredes.

A corrente de calor é pequena porque k é pequeno para fibra de vidro.

Resposta

  1. 196   W
  2. A entrada de energia deve ser 196   W
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