(Termologia)
(Mack-SP) Numa indústria têxtil, desenvolveu-se uma pesquisa com o objetivo de produzir um novo tecido com boas condições de isolamento para a condução térmica. Obteve-se, assim, um material adequado para a produção de cobertores de pequena espessura (uniforme). Ao se estabelecer, em regime estacionário, uma diferença de temperatura de 40ºC entre as faces opostas do cobertor, o fluxo de calor por condução é 40 cal/s para cada metro quadrado de área. Sendo k=0,00010 cal/s.cm.ºC o coeficiente de condutibilidade térmica desse novo material e a massa correspondente a 1,0 m^2 igual a 0,5 kg, sua densidade é:
a) 5,0.10^6 g/cm^3.
b) 5,0.10^2 g/cm^3.
c) 5,0 g/cm^3.
d) 5,0.10^-1 g/cm^3.
e) 5,0.10^-2 g/cm^3.
Resposta: e
Soluções para a tarefa
Resposta:
Ф = 40 cal/s
k = 0,0001 = 10^(-4) cal/s.cm.ºC
∆θ = 40ºC
A = 1m² = 10^4cm²
m = 0,5 kg = 5.10^2g
V = A.e
Ф = (C.A.∆θ)/e
e = (C.A.∆θ)/Ф
e = (10^-4 . 10^4 . 40) / 40
e = 1 cm
d = m/V
d = 5.10^2/1.10^4
d = 5.10^-2 g/cm³
A densidade é 5,0.10^-2 g/cm^3 (Letra D).
Lei de Fourier
A lei de Fourier busca determinar o fluxo de calor (Ф) que é calculado através da multiplicação entre uma constante (k), a variação de temperatura (T) e área da seção transversal (A) com o total sendo divido pela espessura do material (e).
Sua fórmula é:
Ф =
Para o nosso caso utilizaremos a Lei de Fourier para encontrar a espessura, sendo assim ficamos com:
e = (k.T.A) / Ф
Inicialmente transformamos a área de m² para cm² e em seguida substituímos na fórmula.
e = (0,00010.1,0.10⁴.40) / 40
e = 1,0 cm
Agora faremos o cálculo da densidade que é a divisão da massa pelo volume, sendo este último a multiplicação da área pela espessura, ficamos então com:
d = m/V ⇒ d = m/A.e
d = 0,5.10³ / 1,0.10⁴.1,0
d = 5,0.10⁻²g/cm³
Veja mais exercícios sobre densidade em:
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Bons Estudos!
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