Question

A lei de Fourier, ou lei da condução térmica serve para analisar e quantificar o fluxo de calor através de um sólido. Ele relaciona esse fluxo de calor com o material, com a geometria do corpo em questão e à diferença de temperatura na qual está submetido.
Para aumentar o fluxo de calor de um corpo, sem alterar o material e a diferença de temperatura, deve-se...
a) manter a área da secção transversal e aumentar a espessura (comprimento) do corpo.
b) aumentar a área da secção transversal e a espessura (comprimento) do corpo.
c) diminuir a área da secção transversal e a espessura (comprimento) do corpo.
d) diminuir a área da secção transversal e aumentar a espessura (comprimento) do corpo.
e) aumentar a área da secção transversal e diminuir a espessura (comprimento) do corpo.

Answer 1

A lei de fourier, é dada pela seguinte equação :

Ф = $\frac{k.A.(T_q-T_f)}{L}$

onde :

Ф = fluxo de calor

$k =$ condutibilidade térmica  do material.

$T_q =$ temperatura quente

$T_f =$ temperatura fria

$L =$ comprimento.

A questão quer que o fluxo aumente, sem alterar o material (k) e sem alterar a diferença de temperatura. Então só a área e o comprimento variam $\frac{A}{L}$ .

observando a fórmula

Ф = $\frac{k.A.(T_q-T_f)}{L}$

Note que quanto mais aumentamos o comprimento, mais a expressão fica menor, por exemplo, se L = 10.

Ф = $\frac{k.A.(T_q-T_f)}{10} = 0,1.[ k.A.(T_q-T_f)]$

Agora, por exemplo se o L = 1000 :

Ф = $\frac{k.A.(T_q-T_f)}{10} = 0,001.[ k.A.(T_q-T_f)]$

Note que a expressão do fluxo está ficando cada vez menor, e nós queremos que ela aumente.. então já notamos que o comprimento tem que diminuir.

Agora, pensa cmg. Se o comprimento diminui e a área aumenta, então o fluxo fica cada vez maior, por exemplo, L = 10 e A = 5

Ф =  $\frac{k.5.(T_q-T_f)}{10}$ ⇒ Ф = $0,5.k(t_q-t_f)$

Agora vamos observar o que acontece se a área aumentar, por exemplo, A = 20 e mantendo L = 10

Ф =  $\frac{k.20.(t_q-t_f)}{10}$ ⇒ Ф = $2.k.(t_q-t_f)$

Então vemos que se a área aumentar e o comprimento diminuir, o fluxo de calor aumenta.

Alternativa  e

Answer 2

Para aumentar o fluxo de calor em um corpo sem alterar o material e a diferença de temperatura, teremos:  aumentar a área da secção transversal e diminuir a espessura (comprimento) do corpo - letra e).

Como funciona a propagação de calor?

O calor acaba sendo a energia térmica que oscila entre determinado sistemas e corpos, que independe de temperaturas, lembrando que o calor sempre vai do corpo mais "quente" para o que se encontra mais "gelado".

E através do efeito Joule, isso acaba se concretizando, porque quando a corrente elétrica acaba atravessando um condutor, esse mesmo condutor acaba "inflamando", fazendo com que parte dessa energia elétrica se transforma em energia térmica.

E o enunciado pede para que o fluxo aumente, porém sem uma alteração de outros campos como o material por exemplo e dessa forma, precisamos projetar apenas a área e o comprimento.

Ф = k . a . (Tq - Tf) / L

Ф = k . A . (Tq - Tf) / 10

Ф = 0,1 [k . a . (Tq - Tf)]

Ф = K . a . (Tq - Tf) / 10

Ф = 0,001 . [k . A . (Tq - Tf)]

Então como o fluxo vai ficando menor, precisamos fazer com que o comprimento em si diminua e o mesmo irá diminuir assim que a área aumentar. Portanto:

Ф = k . 5 . (Tq - Tf) / 10

Ф = 0,5 . k (Tq - Tf)

Ф = k . 20 . (Tq - Tf) / 10

Ф = 2 . k (Tq - Tf)

Finalizando então, temos que a área aumentando, o comprimento irá diminuir e o fluxo de calor irá aumentar.

Para saber mais sobre Propagação de Calor:

https://brainly.com.br/tarefa/21022560

Espero ter ajudado nos estudos e bebam água :)