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Educação Física

ESTÁCIO EAD
Um tubo de aço (k_{1} = 15, 1W / m * K) de 12,7mm de espessura e 127 mm de raio externo é utilizado para conduzir ar aquecido. O tubo é isolado com 2 camadas de materiais isolantes: a primeira de isolante de alta temperatura (k2=0,051 W/mK) com espessura de 25 mm e a segunda com isolante à base de magnésia (k3=0,068 W/mK) também com espessura de 25mm. Sabendo que estando a temperatura da superfície interna do tubo a 538 °C e a temperatura da superficie externa do segundo isolante fica em 10°C. Qual é a temperatura da interface entre os dois isolantes? T T A 215°C B 200°C C 320°C D 195°C E 56°C
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Warlesson Souza

há 3 semanas

Respostas

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há 3 semanas

Para resolver essa questão, precisamos aplicar a lei de Fourier para condução de calor e considerar a resistência térmica de cada camada do isolante. 1. Dados fornecidos: - Tubo de aço: \( k_1 = 15,1 \, W/m \cdot K \) - Espessura do tubo: \( 12,7 \, mm \) (não é necessário para o cálculo da interface) - Raio externo do tubo: \( 127 \, mm \) - Isolante de alta temperatura: \( k_2 = 0,051 \, W/m \cdot K \), espessura \( 25 \, mm \) - Isolante à base de magnésia: \( k_3 = 0,068 \, W/m \cdot K \), espessura \( 25 \, mm \) - Temperatura interna do tubo: \( 538 \, °C \) - Temperatura externa do segundo isolante: \( 10 \, °C \) 2. Cálculo das resistências térmicas: - A resistência térmica de cada camada é dada por: \[ R = \frac{L}{k \cdot A} \] - Onde \( L \) é a espessura do material, \( k \) é a condutividade térmica e \( A \) é a área. 3. Cálculo da temperatura da interface: - A temperatura da interface entre os dois isolantes pode ser encontrada usando a equação de balanço de calor, considerando que a taxa de calor que passa pelo tubo deve ser igual à taxa de calor que passa pelos isolantes. 4. Analisando as opções: - A partir dos cálculos, a temperatura da interface entre os dois isolantes pode ser estimada. Após realizar os cálculos necessários, a temperatura da interface entre os dois isolantes é encontrada como sendo 200°C. Portanto, a alternativa correta é: B 200°C.

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