condução

3.Uma
forma experimental para medir a condutividade térmica de um amterial
usado como isolante térmico é construiur uma caixa com esse material.Em
seu interior é colocado um aquecedor elétrico de potência conhecida que
mantém sua temperatura interna superior à externa. Suponha que foi
construída uma ciaxa com determinado materila isolante. A área total
externa tem 4,0m² e a espera das paredes é de 5,0mm. O aquecedor
elétrico desenvolve uma potencia constante de 300 W mantendo a
temperatura interna da caixa 50°C acima da temperatura externa.
Desprezando possíveis efeitos de bordasd, determine o coeficiente de
condutividade térmica do material em questão. Se essa caixa fosse
cúbica, qual seria o fluxo de calor através de uma de suas faces?

Mera aplicação de fórmula

φ = K.A.∆θ/e

Como você não postou o gabarito, não para saber quais unidades usar no cálculo de K

Amigo, estou com dúvida no enunciado, ele disse:
"A área total externa é de 4m2" , eu entendi que a soma da área de cada face do cubo é 4m2, então ao jogar na formula a área seria 4/6 e sua expessura de 5mm, o sr pode me explicar oque há de errado nesse meu raciocínio?

alexandreqt

A potência da fonte é P = 300 W = 300 J/s. O fluxo de calor φ também é J/s ---> φ = P = 300
O calor atravessa a caixa por todas as 6 faces. Logo, na fórmula: A = 4 m²
E a espessura deve ser usada em metros: e = 5.10-³ m
A unidade de K será então W/m.ºC

Para calcular o fluxo em apenas uma face---> φ(1) = 300/6 = 50 W = 50 J/s

Obrigado professor!

wasp escreveu:3.Uma
forma experimental para medir a condutividade térmica de um amterial
usado como isolante térmico é construiur uma caixa com esse material.Em
seu interior é colocado um aquecedor elétrico de potência conhecida que
mantém sua temperatura interna superior à externa. Suponha que foi
construída uma ciaxa com determinado materila isolante. A área total
externa tem 4,0m² e a espera das paredes é de 5,0mm. O aquecedor
elétrico desenvolve uma potencia constante de 300 W mantendo a
temperatura interna da caixa 50°C acima da temperatura externa.
Desprezando possíveis efeitos de bordasd, determine o coeficiente de
condutividade térmica do material em questão. Se essa caixa fosse
cúbica, qual seria o fluxo de calor através de uma de suas faces?

Boa noite! Qual seria a ideia da resolução dessa pergunta?

Não entendi sua pergunta.

O assunto refere-se à Propagação do Calor - Lei da Condução Térmica.

A fórmula que traduz a lei é φ = k.A.(T2 - T1)/e, em que:

φ = fluxo de calor ----> J/s (W)
K = coeficiente de condutividade térmica (depende do material: J/s.m.ºC)
A = área da superfície atravessada pelo calor ---> m²
T2 - T1 = diferença de temperatura entre os extremos ---> ºC
e = espessura da camada ---> m

Exemplos de uso no dia-a-dia:

Cálculo do material e espessura das paredes de residências em locais onde a temperatura é muito baixa ou muito alta.

Cálculo do material e espessura das paredes de geladeiras, freezers, etc

Especificação de materiais a serem usados em cabos de panelas.

Sugiro dar uma lida na teoria em qualquer livro/apostila/internet

Mestre, minha dúvida é sobre a parte da questão que pede o fluxo de calor na face de uma caixa cúbica. Se a fórmula φ = k.A.(T2 - T1)/e trabalha com a área, como eu faria para encontrar o fluxo com base no volume (que a questão não dá)?

Considere a caixa cúbica como sendo o seu quarto.
Ele tem 4 paredes, o teto e o piso.
As paredes são feitas de tijolos e o teto e o piso de concreto.

Num inverno rigoroso vai haver transferência de calor (do seu quarto mais quente) para o meio externo (mais frio) pelas 4 paredes (com K do tijolo) e pelo teto/piso (com K do concreto). Isto, sem falar em janelas.

Nos cálculos dos dois tipos de fluxo serão levados em conta:

1) O K de cada material
2) A área total e a espessura das 4 paredes
3) A área total e a espessura do piso e do teto

Veja que em momento algum falamos no volume do seu quarto! Isto não interessa na questão e nem aparece na fórmula!.

A única diferença para o cubo da questão é que as seis faces são iguais, com a mesma área, mesma espessura e mesmo material.

Entendi!! Obrigada