Question

um fluxo de calor 15W atravessa um material isolante de 3cm de espessura e secção transversal 0,04m².Determine a temperatura da superficie fria,quando o lado quente se encontra a 80°C. Dado: Condutividade termica do material é 0,15W/mK

Answer 1

5 graus Celsius.

Esta é uma questão sobre condutibilidade térmica, que na física, é o cálculo da capacidade que um material tem de conduzir o calor. De acordo com o enunciado, precisamos encontrar qual a temperatura da superfície fria quando em contato de uma superfície a 80 ºC.

Vamos utilizar a Lei de Fourier, onde q é o fluxo de calor;  ΔT/L é a taxa de variação da temperatura no espaço e a temperatura deve estar em Kelvin;  k é a condutividade térmica do material e A é a área da seção transversal.

Antes de aplicar os dados do enunciado na Lei de Fourier é importante lembrar que para transformar Celsius em Kelvin, devemos somar 273 no valor da temperatura.

$q = -k . A . (\Delta T/L)\\\\15 = -0,15 . 0,04 . (Tfrio - Tquente)/0,03\\\\15 = -0,2 . (Tfrio - 80+273)\\\\-75 = Tfrio - 353\\\\Tfrio = 353 - 75\\\\T frio = 278 K\\\\T frio = 5 C$