Transferência de calor (Parte 4)

Bom dia, galera!  Como prometido hoje serão resolvidos alguns exercícios envolvendo transferência de calor

Vamos la!

1- (IME-RJ) Um vidro plano, com coeficiente de condutibilidade térmica 0,00183 cal/s * cm * °C, tem uma área de 1000 cm² e espessura de 3,66mm. Sendo o fluxo de calor por condução através do vidro de 2000 calorias por segundo, calcule a diferença de temperatura entre suas faces.

Solução

Como visto no post anterior, temos que usar pra esse tipo de exercício a lei de Fourier

φ= [K.A.(T2-T1)] / e
Onde:
K = Coeficiente de condutibilidade térmica
S = Área do vidro
T2-T1= Diferença de temperatura entre as duas faces
e = Espessura do vidro
φ = Fluxo de calor

Antes de jogarmos os valores, observe se as unidades de medida estão coerentes, por exemplo em 0,00183 temos cm, na área(1000cm²) também, o problema então está na espessura 3,66mm, logo iremos converter mm para cm, o resto das unidades está ok, certo?

mm para cm é só dividir por 10 então:
3,66mm = 3,66/10 cm = 0,366cm
Pronto, agora vamos organizar os dados:
φ = 2000cal/s
S=1000cm²
e=0,366cm
K=0,00183cal/(s.cm.°C)
(T2-T1) = ? ( É o que foi pedido)

Substituindo na fórmula:
2000 = 0,00183.1000.(T2-T1)/0,366
2000.0,366=1,83(T2-T1)
732=1,83(T2-T1)
1,83(T2-T1)=732
(T2-T1)=732/1,83
(T2-T1)=400°C

2- (U.Amazonas-AM) Temos uma barra de chumbo de comprimento 40 cm e área de seção transversal 10 cm² isolada com cortiça; um termômetro fixo na barra calibrado na escala Fahrenheit, e dois dispositivos A e B que proporcionam, nas extremidades da barra, as temperaturas correspondentes aos pontos do vapor e do gelo, sob pressão normal, respectivamente. Considerando a intensidade da corrente térmica constante ao longo da barra, determine a temperatura registrada no termômetro, sabendo que ele se encontra a 32 cm do dispositivo A. Dado: coeficiente de condutibilidade térmica do chumbo = 8,2 · 10-2 · cal cm cm °C s

Solução

O fluxo de calor através da barra é constante, assim os fluxos através das partes anterior e posterior ao termômetro são iguais,

escolhendo o ponto onde esta o termômetro como referencia temos:

φ = φ ⇒

(k A Δθ)/e~1~ = (k A Δθ)/e~2~

Podemos cortar o k e a área A que são iguais.

Lembrando que a temperatura de fusão da água na escada Fahrenheit é 32F e a de vapor 212F

(θ – 32)/8 = (212 – θ)/32 ⇒

4θ – 128 = 212 – θ ⇒

5θ = 340 ⇒

θ = 68 °F Resposta: 68 °F

É isso, galera. Até o próximo post

Beijos!

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