Arquivos Fluxo de Calor - Educacional Plenus

Transferência de Calor – Exercício 3

Guimarães — Wed, 22 Jun 2022 00:10:09 +0000

Uma barra de metal com extremidades a 100°C (água em ebulição) e 0°C (gelo fundente) e com uma camada isolante externa apresenta um fluxo de calor constante já no regime estacionário. Sendo o comprimento da barra de 100 cm e sua área transversal de 10 cm², determine:

a) o fluxo de calor ao longo da barra.
b) a temperatura da barra em uma seção transversal a 20 cm da seção quente.

Considere C = 0,6 cal/cm.s.°C.

Confira nossa lista de Exercícios de Transferência de Calor

Solução:

a) O fluxo pode ser calculado pela Equação de Gauss.

$$\Phi = \frac{C\cdot S\cdot \Delta \theta}{L} \longrightarrow \Phi = \frac{0,6\cdot 10\cdot (100 – 0)}{100} \longrightarrow \Phi = 6\, cal/s$$

b) Nesse caso temos o fluxo, calculado no item a). O comprimento da barra será 20 cm e a temperatura maior será 100°C. Iremos descobrir a temperatura menor.

$$\Phi = \frac{C\cdot S\cdot \Delta \theta}{L} \longrightarrow 6 = \frac{0,6\cdot 10\cdot (100 – \theta)}{20} \longrightarrow \theta = 80^{\circ} C$$

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Transferência de Calor – Exercício 2

Guimarães — Wed, 22 Jun 2022 00:03:23 +0000

Um estudante aprendendo a esquiar em Bariloche, Argentina, veste uma roupa especial de 8,0 cm de espessura e 2,4 m² de área. O material com que foi feita a roupa tem condutibilidade térmica de $$5\times 10^{-5}\, cal/s\cdot cm\cdot ^{\circ} C$$. Sabendo que a temperatura corporal é de 37°C e a temperatura ambiente é de -30°C, determine a quantidade de calor conduzida através do tecido durante 1 minuto.

Confira nossa lista de Exercícios de Transferência de Calor

Solução:

O fluxo de calor pode ser calculado pela energia dividida pelo tempo ou pelas características do corpo.

$$\Phi = \frac{Q}{\Delta t} = \frac{C\cdot S\cdot \Delta\theta}{L}$$

Vamos utilizar a segunda igualdade para descobrir qual é a quantidade de calor conduzida.

$$\frac{Q}{\Delta t} = \frac{C\cdot S\cdot \Delta\theta}{L} \longrightarrow \frac{Q}{60} = \frac{5\times 10^{-5}\cdot 2,4\times 10^{4}\cdot (37- (-30))}{8} \longrightarrow Q = 603\, cal$$

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Transferência de Calor – Exercício 1

Guimarães — Tue, 21 Jun 2022 23:51:50 +0000

Para melhorar o isolamento térmico de um ambiente, mantendo o material de que são feitas as paredes, deve-se:

a) aumentar o volume das paredes.
b) aumentar a área externa da parede e manter sua espessura.
c) diminuir a espessura das paredes.
d) aumentar a espessura e diminuir a área das paredes.
e) nenhuma das respostas anteriores.

Solução:

A Equação de Gauss nos mostra o fluxo de calor se relacionando com as características geométricas do corpo por onde o calor flui.

$$\Phi = \frac{C\cdot S\cdot \Delta \theta}{L}$$

Para melhorar o isolamento térmico devemos reduzir o fluxo de calor. Como não podemos trocar o material, devemos mexer nos outros parâmetros. Devemos diminuir a área das paredes e/ou aumentar a sua espessura.

Resposta: letra D.

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