Question

A parede de um forno industrial é construída em tijolo refratário com 0,15 m de espessura, cuja condutividade térmica é de 1,7 W/m.K. Medidas efetuadas ao longo da operação em regime estacionário revelam temperaturas de 1400 K e 1150 K nas paredes interna e externa, respectivamente. Com base nessas informações, a taxa de calor perdida através de uma parede que mede 0,5 m por 1,2 m é de: Escolha uma:

Answer 1

S = A * K * (ΔT)/ d

S = (0,5 * 1,2) * 1,7 * (1400 - 1150) / 0,15

S = 0,6 * 1,7 * 250 / 0,15

S = 255 / 0,15

S = 1700W

Answer 2

A taxa de calor perdida através da parede é de 1700 watts.

Segunda Lei da Termodinâmica

De acordo com esta norma, o calor sempre fluirá na direção de menor temperatura, fazendo com que ocorra o que está sendo indicado no problema, onde vemos a parede interna perdendo parte do calor para a parede externa.

Condutividade térmica (K ou λ)

Esta constante descreve o movimento da energia que flui através de uma estrutura na forma de calor. Por meio dela e conhecendo as dimensões do corpo submetido à passagem de calor, seremos capazes de calcular a taxa de energia perdida.

Assim, utilizando a fórmula de condutividade térmica, teremos:

$\Phi=\frac{K.A.\Delta T}{L}$

Onde:

• Ф = Fluxo de calor por condução
• K = Condutividade térmica do material em W/m.K
• A = Área transversal ao fluxo de calor (Comprimento*Altura da parede do forno)
• ΔT = Variação de temperatura entre as paredes interna e externa
• L = Comprimento longitudinal (largura) da parede do forno

Substituindo agora todas as informações fornecidas na fórmula citada anteriormente, ficamos com:

$\Phi=\frac{K.A.\Delta T}{L}$

$\Phi=\frac{1,7.(1,2.0,5).(1400-1150)}{0,15}$

$\Phi=\frac{1,7.(0,6).(250)}{0,15}$

$\Phi=\frac{1,02.250}{0,15}$

$\Phi=\frac{255}{0,15}$

$\Phi= 1700w$

Portanto, é possível concluir que a taxa de calor perdida através da parede é de 1700 watts.

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