Exercício Resolvido - Prova Petrobrás Tec Inspeção Equipamentos 01/2011 questão 55 - Física
A figura ilustra uma placa de vidro com faces paralelas. A espessura da placa vale 4,0 mm, e as tais faces têm 1.000 cm² de área.
Sabendo-se que há uma diferença de temperatura de 50 °C entre as faces da placa, qual o fluxo de calor por condução através do vidro em calorias por segundo?
Dado: coeficiente de condutibilidade térmica da placa = 0,002 cal/(cm*s*°C)
Solução:
Primeiro, definimos o que é fluxo de calor por condução conforme o site:
http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/calor/conducao.html
"O fluxo de calor por condução ocorre via as colisões entre átomos e moléculas de uma substância e a subsequente transferência de energia cinética."
"A condutividade térmica k é definida através da equação ∆Q/∆t = - k*A*∆T/∆x"
Onde, nessa equação, ∆Q/∆t é o fluxo de calor por condução, k é o coeficiente de condutibilidade térmica da placa, A é a área da placa e ∆T/∆x é a diferença de temperatura por unidade de distância. No caso deste exercícios, ∆T/∆x = 50°C/4mm = 50°C / 0,4cm = 125 °C/cm.
Veja outros exercícios desta mesma prova:
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Substituindo os dados na equação:
∆Q/∆t = - 0,002 [cal/(cm*s*°C)] *1.000[(cm²)]*125[(°C/cm)] = -250 cal/s.
O sinal negativo é pelo fato de que a face superior estar perdendo calor para a inferior. Mas a resposta a esta questão é 250 cal/s.
Fonte: http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/calor/conducao.html
