Gabarito disponível
Analise a figura abaixo.
A Lei de Fourier é uma lei da condução de calor através de um material de comprimento L cujas extremidades (de mesma área A) estão entre duas temperaturas distintas (T₁ < T₂). De acordo com a Lei de Fourier, o fluxo de calor por unidade de tempo (ϕ) é calculado por ϕ = ΔT (k·A)/L, onde ΔT é a diferença de temperatura (T₂-T₁), L é o comprimento do material e k é a sua condutibilidade térmica. O termo L/(k · A) representa, portanto, uma resistência térmica à passagem de calor. A Lei de Fourier é análoga à Lei de Ohm (em eletricidade), sendo ΔT correspondente à ΔV (diferença de potencial elétrico), ϕ correspondente a i (corrente elétrica) e L/(k·A) correspondente à R (resistência do resistor). Assim, se materiais de condutibilidades elétricas diferentes forem colocados em série, a resistência térmica equivalente pode ser calculada tal como a resistência elétrica equivalente para resistores associados em série. Na figura acima, dois condutores de condutibilidades térmicas diferentes (k₁ e k₂), de comprimentos diferentes (L₁ e L₂) estão lado a lado, cada um deles em contato com dois reservatórios térmicos diferentes. A área em contato com os reservatórios é a mesma nos dois condutores, de maneira que o fluxo de calor nos dois condutores ocorre através da mesma área A. Assinale a opção que apresenta o fluxo de calor por unidade de tempo, em watts, para a situação apresentada.
Dados: k₁ = 0,10 W/(m·°C); k₂ = 0,20 W/(m·°C); L₁ = 0,10 m; L₂ = 0,040 m; A₁ = A₂ = 3,0 m²; T₁ = 4,0°F; e T₂ = 40°F.
A Lei de Fourier é uma lei da condução de calor através de um material de comprimento L cujas extremidades (de mesma área A) estão entre duas temperaturas distintas (T₁ < T₂). De acordo com a Lei de Fourier, o fluxo de calor por unidade de tempo (ϕ) é calculado por ϕ = ΔT (k·A)/L, onde ΔT é a diferença de temperatura (T₂-T₁), L é o comprimento do material e k é a sua condutibilidade térmica. O termo L/(k · A) representa, portanto, uma resistência térmica à passagem de calor. A Lei de Fourier é análoga à Lei de Ohm (em eletricidade), sendo ΔT correspondente à ΔV (diferença de potencial elétrico), ϕ correspondente a i (corrente elétrica) e L/(k·A) correspondente à R (resistência do resistor). Assim, se materiais de condutibilidades elétricas diferentes forem colocados em série, a resistência térmica equivalente pode ser calculada tal como a resistência elétrica equivalente para resistores associados em série. Na figura acima, dois condutores de condutibilidades térmicas diferentes (k₁ e k₂), de comprimentos diferentes (L₁ e L₂) estão lado a lado, cada um deles em contato com dois reservatórios térmicos diferentes. A área em contato com os reservatórios é a mesma nos dois condutores, de maneira que o fluxo de calor nos dois condutores ocorre através da mesma área A. Assinale a opção que apresenta o fluxo de calor por unidade de tempo, em watts, para a situação apresentada.
Dados: k₁ = 0,10 W/(m·°C); k₂ = 0,20 W/(m·°C); L₁ = 0,10 m; L₂ = 0,040 m; A₁ = A₂ = 3,0 m²; T₁ = 4,0°F; e T₂ = 40°F.