Question

Uma forma experimental para medir a condutividade térmica de um material usado como isolante é construir uma caixa com esse material. No seu interior, é colocado um aquecedor elétrico de potência conhecida que mantém a temperatura interna superior à externa. Suponha que foi construída uma caixa com determinado material isolante. A área total externa tem 4,0 m^2 e a espessura das paredes é de 5,0 mm. O aquecedor elétrico desenvolve uma potência constante de 300 W, mantendo a temperatura interna da caixa 50°C acima da temperatura externa. Desprezando possíveis efeitos de bordas, determine o coeficiente de condutividade térmica do material em questão, em W/m°C.

a) 6,5x10^-3
b) 7,5x10^-3
c) 8,5x10^-3
d) 5,5x10^-3
e) 4,5x10^-3

Answer 1

Olá!!

DADOS: 

A potência da fonte é P = 300 W = 300 J/s.
O fluxo de calor φ também é J/s ---> φ = P = 300
O calor atravessa a caixa por todas as 6 faces. Logo, na fórmula: A = 4 m²
E a espessura deve ser usada em metros: e = 5.10⁻³ m
A unidade de K será então W/m. ºC

O coeficiente de condutividade térmica é uma propriedade que se iguala à quantidade de calor por unidade de tempo, ela quantifica a capacidade de um determinado material conduzir energia. 

FORMULA:

Ф = Q ÷ Δt = K . A . Δθ ÷ L

Mas: Q ÷ Δt = Pot 

Então:

Pot = K . A . Δθ ÷ L 
K = Pot . L ÷ A . Δθ
K = 300 W 5 . 10 ⁻³ m ÷ 4 m² . 50 °C 
K = 7,5 . 10 ⁻³ W / m °C 

Espero ter ajudado!! 

Answer 2

Resposta:

7,5 . 10 ⁻³

Explicação:

Ф = Q ÷ Δt = K . A . Δθ ÷ L

Mas: Q ÷ Δt = Pot  

Pot = K . A . Δθ ÷ L  

K = Pot . L ÷ A . Δθ

K = 300 W 5 . 10 ⁻³ m ÷ 4 m² . 50 °C  

K = 7,5 . 10 ⁻³ W / m °C