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A Lei de Fourier é uma das leis fundamentais A transferência de calor por radiação ocorre por meio de ondas eletromagnéticas que se propagam pelo espaço, sem a necessidade de um meio material. Ela é responsável por uma grande parte do calor que recebemos do sol e também é importante em processos de aquecimento e resfriamento de materiais em aplicações industriais. A quantidade de calor transferido por radiação depende da temperatura e das propriedades ópticas dos materiais envolvidos, e é descrita pela Lei de Stefan-Boltzmann e pela Lei de Planck. A transferência de calor por radiação é uma das três formas de transferência de calor, juntamente com a condução e a convecção, e é importante para a compreensão e o projeto de sistemas térmicos e de energia. Com base no exposto acima assinale a alternativa correta para a lei que descreve a quantidade de calor radiante emitida por um corpo em função da sua temperatura: A ) Lei de Boyle B ) Lei de Charles C ) Lei de Ohm D ) Lei de Stefan-Boltzmannda transferência de calor que descreve como o calor é transferido por condução através de um material sólido. Essa lei estabelece que a taxa de transferência de calor é diretamente proporcional à área de seção transversal, à diferença de temperatura e à condutividade térmica do material e inversamente proporcional à espessura do material. A Lei de Fourier é amplamente utilizada em engenharia para projetar sistemas de transferência de calor e prever o comportamento térmico de materiais e estruturas. Um bloco de metal de 1 kg e dimensões 10 cm x 10 cm x 10 cm é aquecido a 80°C e mantido em um ambiente a 20°C. A condutividade térmica do metal é de 50 W/mK. Qual é a taxa de transferência de calor através do bloco, de acordo com a Lei de Fourier? A ) 1000 W B ) 500 W C ) 100 W D ) 250 W
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Christian Rodrigues

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Vamos analisar as alternativas para a primeira parte da sua pergunta sobre a lei que descreve a quantidade de calor radiante emitida por um corpo em função da sua temperatura. A descrição menciona a Lei de Stefan-Boltzmann, que é a lei correta para a quantidade de calor radiante emitida por um corpo em função da sua temperatura. Portanto, a alternativa correta é: D) Lei de Stefan-Boltzmann. Agora, para a segunda parte da sua pergunta sobre a taxa de transferência de calor através do bloco de metal, podemos usar a Lei de Fourier. A fórmula da Lei de Fourier para a transferência de calor por condução é: \[ Q = \frac{k \cdot A \cdot (T_1 - T_2)}{d} \] onde: - \( Q \) é a taxa de transferência de calor (em Watts), - \( k \) é a condutividade térmica do material (50 W/mK), - \( A \) é a área da seção transversal (em m²), - \( T_1 \) e \( T_2 \) são as temperaturas (em °C ou K), - \( d \) é a espessura do material (em m). Primeiro, vamos calcular a área da seção transversal do bloco de metal. As dimensões são 10 cm x 10 cm, que em metros são 0,1 m x 0,1 m. Portanto, a área \( A \) é: \[ A = 0,1 \, m \times 0,1 \, m = 0,01 \, m² \] A diferença de temperatura \( (T_1 - T_2) \) é: \[ T_1 = 80°C \] \[ T_2 = 20°C \] \[ T_1 - T_2 = 80 - 20 = 60°C \] A espessura \( d \) do bloco é 0,1 m (10 cm). Agora, substituindo os valores na fórmula: \[ Q = \frac{50 \, W/mK \cdot 0,01 \, m² \cdot 60 \, K}{0,1 \, m} \] \[ Q = \frac{50 \cdot 0,01 \cdot 60}{0,1} \] \[ Q = \frac{30}{0,1} = 300 \, W \] Parece que houve um erro nas opções fornecidas, pois o resultado não corresponde a nenhuma delas. No entanto, com base nos cálculos, a taxa de transferência de calor seria 300 W. Se precisar de mais alguma coisa, é só avisar!

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