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Considere-se uma barra de aço com 10 cm de comprimento, 6 cm2 de área de seção transversal retangular e cujas extremidades sejam submetidas a temperaturas constantes e diferentes, 20 ℃ em uma extremidade e 130 ℃ em outra. Nessa hipótese, sabendo-se que a condutividade térmica do aço vale 1,1 × 10−2 kcal ∙ m ∙ ℃ ∙ s−1, após alcançado o estado estacionário, o valor do fluxo de calor na barra, devido ao processo de transmissão de calor por condução, é
- A) inferior a 1 cal/s.
- B) superior ou igual a 1 cal/s e inferior a 10 cal/s.
- C) superior ou igual a 10 cal/s e inferior a 100 cal/s.
- D) superior ou igual a 1.000 cal/s.
- E) superior ou igual a 100 cal/s e inferior a 1.000 cal/s.
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Resposta:
A alternativa correta é letra B) superior ou igual a 1 cal/s e inferior a 10 cal/s.
O fluxo de calor que flui por condução num material é dado por:
Phi=frac{KADelta{T}}{d}
Onde K é a condutividade térmica do material, A é a área por onde flui o fluxo de calor e Delta{T} é o diferencial de temperatura entre os diferentes lados separados pelo material isolante e d é a espessura da placa. Então, com as informações dadas no problema, teremos o seguinte fluxo de calor:
Phi_1=frac{1,1times10^{-2}times10^{3}times6times10^{-4}times(130-20)}{0,1}
Phi_1=7,26,cal/s
Gabarito: B
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