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Uma parede de um forno é constituída de duas camadas: 0,20 m de tijolo refratário ( k_{1} = 1 ,2 W/(m.^ C)) e 0,13 m de tijolo isolante ( k_{2} = 0 ,15 W/(m.^ C)). A temperatura da superficie interna do refratário é 1675°C e a temperatura da superfície externa do isolante é 145°C. Desprezando a resistência térmica das juntas de argamassa. Qual é a taxa de calor perdido por m² de parede?
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Laissa

há 2 meses

Respostas

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Ed Verified user icon

há 2 meses

Para calcular a taxa de calor perdida por m² de parede, podemos usar a Lei de Fourier para condução de calor. A fórmula geral é: \[ Q = \frac{ΔT}{R} \] onde \( Q \) é a taxa de calor (W/m²), \( ΔT \) é a diferença de temperatura entre as superfícies e \( R \) é a resistência térmica total da parede. A resistência térmica \( R \) para cada camada é dada por: \[ R = \frac{d}{k} \] onde \( d \) é a espessura da camada e \( k \) é a condutividade térmica. 1. Cálculo da resistência térmica do tijolo refratário: - Espessura \( d_1 = 0,20 \, m \) - Condutividade \( k_1 = 1,2 \, W/(m·°C) \) - \( R_1 = \frac{0,20}{1,2} = 0,1667 \, m²·°C/W \) 2. Cálculo da resistência térmica do tijolo isolante: - Espessura \( d_2 = 0,13 \, m \) - Condutividade \( k_2 = 0,15 \, W/(m·°C) \) - \( R_2 = \frac{0,13}{0,15} = 0,8667 \, m²·°C/W \) 3. Resistência térmica total \( R_{total} \): - \( R_{total} = R_1 + R_2 = 0,1667 + 0,8667 = 1,0334 \, m²·°C/W \) 4. Cálculo da diferença de temperatura \( ΔT \): - \( ΔT = 1675°C - 145°C = 1530°C \) 5. Cálculo da taxa de calor \( Q \): - \( Q = \frac{ΔT}{R_{total}} = \frac{1530}{1,0334} \approx 1479,5 \, W/m² \) Portanto, a taxa de calor perdida por m² de parede é aproximadamente 1479,5 W/m².

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