Flashcard FC279440
Segundo a Lei de Fourier, a que grandeza o fluxo de calor por condução é proporcional e qual o significado do sinal negativo?
Termologia
CEBRASPE (CESPE) · 2022
Segundo a Lei de Fourier, a que grandeza o fluxo de calor por condução é proporcional e qual o significado do sinal negativo?
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Resposta
Proporcional ao gradiente de temperatura; o sinal negativo indica que o calor flui no sentido de diminuição da temperatura.A Lei de Fourier em forma vetorial: \( \mathbf{q} = -k\,\nabla T \).
O módulo e a direção do fluxo são determinados pelo gradiente de temperatura; o fator \(k\) é a condutividade térmica (positiva).
Em geometria cilíndrica, para condução radial em regime estacionário, a potência térmica é
\( Q = \dfrac{2\pi k L (T_i - T_o)}{\ln(r_o/r_i)} \), onde \(T_i\) e \(T_o\) são temperaturas nas superfícies interna e externa.
exemplo: tubo cilíndrico com \(k=15\ \mathrm{W/(m\cdot K)}\), comprimento \(L=1\ \mathrm{m}\), \(r_i=0{,}05\ \mathrm{m}\), \(r_o=0{,}10\ \mathrm{m}\), \(T_i=150^\circ\mathrm{C}\), \(T_o=100^\circ\mathrm{C}\).
\( Q = \dfrac{2\pi(15)(1)(150-100)}{\ln(0{,}10/0{,}05)} = \dfrac{1500\pi}{\ln 2}\approx 6{,}8\times10^{3}\ \mathrm{W} \).
Veja como foi cobrado:
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