Fluxo de calor em regime permanente

por lukenhax Seg 26 Jul 2021, 16:12

Olá, boa tarde.
Estudando o fluxo de calor num livro didático, foi dito que a Lei de Fourrier é válida somente em fluxos de calor sob a forma de regimes estacionário ou permanente. A minha dúvida é com relação ao conceito de regime permanente.

O fato de que o fluxo de calor num regime permanente é constante em determinado ponto do sistema independente do tempo, essa parte eu entendi.

Todavia, no livro é dito que nesse regime a temperatura também é constante em determinado ponto. Essa parte do conceito eu ainda não entendi muito bem. Como ocorrendo o fluxo de calor de um lugar para o outro não ocorre a mudança de temperatura?

Alguém poderia me explicar essa parte?

Obs: segue abaixo imagens sobre a abordagem do conceito no livro.

por lukenhax Seg 26 Jul 2021, 16:14

por lukenhax Seg 26 Jul 2021, 16:26

por **Elcioschin** Seg 26 Jul 2021, 17:59

Imagine o calor se propagando numa barra de metal homogênea e de seção reta uniforme.
As extremidades da barra tem temperaturas constantes de 100º C e 20 ºC

Imagine que num certo ponto P da barra a temperatura seja 60 ºC.

Para usar a Lei de Fourier é obrigatório que a temperatura do ponto P seja constante.

por lukenhax Seg 26 Jul 2021, 19:41

Mas, Elcioschin, se tem calor indo de um lado para o outro da barra, o normal a acontecer é o lado com 100 graus chegar a 50 graus com o tempo, não?
Ou Fourier, na verdade, criou uma situação hipotética em que somente nela a sua lei funcionaria?

por **Elcioschin** Seg 26 Jul 2021, 22:02

Não!

A extremidade "quente" tem temperatura constante de 100 ºC e a extremidade "fria" tem temperatura constante de 20 ºC.

Com isto existe um fluxo constante de calor, do lado quente para o lado frio.

Imagine uma questão prática: um forno de uma indústria, tem temperatura constante de 100 ºC.
A temperatura ambiente tem temperatura ambiente de 20 ºC.
Com o passar do tempo existe um fluxo de calor, através da parede do forno para o ambiente.
Este calor, inicialmente aquece o ar perto do forno. Como tempo este calor é dissipado para o ar na vizinhança, seja por condução, seja pelo vento.
Com isto, a temperatura ambiente continua praticamente com 20 ºC

Neste caso, podemos aplicar a Lei de Fourier