Question

A figura I mostra uma barra metálica de secção transversal quadrada. Suponha que 10 cal fluam em regime estacionário através da barra,de um extremo para o outro, em 3 minutos. Em seguida,a barra é cortada ao meio no sentido trnsversal e os dois pedaços são soldados conforme a figura II. Qual deverá ser o tempo
necessário para que 10 cal possam fluir entre os extremos da barra assim formada?

a) 12 s b) 20 s c) 30 s d) 36 s e) 45 s

Answer 1

Resposta:

Letra e) 45 s

Explicação:

O fluxo de calor é dado pela equação:  

∅ = k . A . Δt / L

onde:  

A --> área da secção transversal

K --> condutilidade térmica

Δt --> variação do tempo (2 minutos)

L --> comprimento do fio

Antes do corte da barra:  

k . A . Δt / L  

depois do corte, a área foi dobrada e o comprimento foi reduzido pela metade, então, seja Δt' a nova variação do tempo para fluir 10cal.

k . 2A . Δt' / L/2

Como o fluxo foi constante:

k . A . Δt / L  = k . 2A . Δt' / L/2 ∴

Δt = 4 . Δt'    ∴

Δt' = Δt  / 4   ∴

Δt' = 3/4 ∴

Δt' = 1,5 min ou 45 s

Espero ter ajudado!!