Question

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Considere um forno a gás industrial, confeccionado com paredes planas de tijolo refratário com 7 cm de espessura. A temperatura interior é de cerca de 200 °C. a temperatura medida na superfície externa dessa parede é de 40 °C. estime qual é a perda de energia térmica do interior do forno para o ambiente por unidade de área, no estado estacionário. K=1,0 W/m.K

Answer 1

A seguir, aplicaremos nossos conhecimentos sobre o fluxo de calor, de modo a encontrar a perda de calor do forno industrial para o ambiente.

• Fórmulas utilizadas

Lei de Fourier:

$\phi=\dfrac{k \cdot A\cdot \Delta T}{L}$

(Nas unidades do SI)

• Cálculo

Transformando as temperaturas de Celsius para Kelvin:

$T_1=200^oC=473K$

$T_2=40^oC = 313K$

Transformando a espessura para metros:

$L=7\: cm=7\cdot 10^{-2}\: m$

Consideraremos a unidade de área como:

$A=1\: m^2$

Utilizando a lei de Fourier:

$\phi=\dfrac{k \cdot A\cdot (T_2-T_1)}{L}$

$\phi=\dfrac{1 \cdot 1\cdot (313-473)}{7\cdot 10^{-2}}$

$\phi=\dfrac{-160}{7}\cdot 10^2$

$\phi =- 22,857\cdot 100$

$\boxed{\phi \approx- 2285,7 \: J/s}$

• Resposta

O forno perde aproximadamente 2285,7 J/s por unidade de área para o ambiente.  

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