Question

Uma das extremidades de uma barra de cobre com 18 cm de comprimento e 4 cm² de secção transversal, está situada num banho de vapor de água sob pressão normal e a outra numa mistura de gelo fundente e água.
As perdas de calor pela superfície curva da barra podem ser desprezadas.

Dado: K= 0,92 cal/ s.cm.Cº

a) Qual o fluxo de calor percorre a barra?
b) Qual a temperatura num ponto a 4 cm de extremidade mais fria da barra?

Answer 1

Lei de Fourier:

Φ$= k\frac{A(Tq-Tf)}{e}$

Sendo:
Φ = fluxo de calor
k = coeficiente de condutibilidade térmica
A = área
Tq = temperatura mais quente
Tf = temperatura mais fria
e = espessura/comprimento

a) Φ = $k \frac{A(Tq-Tf)}{e}$

Φ = $0,92 \frac{4(100-0)}{18}$

Φ ≈ 20,4 cal/s

b) Φ = Φ

$k\frac{A(Tq-Tf)}{e} = k\frac{A(Tq-Tf)}{e}$

$0,92\frac{4(Te-0)}{4}=0,92\frac{4(100-Te)}{14}$

Te = ≈ 22,2°C