Dois bastoes identicos retangulares de metal

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Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES 
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Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 20 – Calor e Primeira Lei da Termodinâmica 
1 
 
 
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE 
JANEIRO, 1996. 
 
 
FÍSICA 2 
 
 
CAPÍTULO 20 – CALOR E PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA 
 
52. Dois bastões idênticos retangulares de metal são colocados extremidade com extremidade, como 
mostra a Fig. 20-25a, e 10 J de calor são conduzidos (em um processo estacionário) através dos 
bastões em 2,0 min. Quanto tempo levará para se conduzir os mesmos 10 J, se os bastões 
estiverem como na Fig. 20-25b? 
 
 (Pág. 201) 
Solução. 
Como os bastões são idênticos, o arranjo da Fig. (a) torna o comprimento de transferência de calor 
multiplicado por dois. Logo: 
 
( )
2
Q F
a
kA T T
H
L
−
= 
 
( )
2Q F a
kA T T
H
L
−
= (1) 
O arranjo da Fig. (b) torna a área de transferência de calor multiplicada por dois. Logo: 
 
( )2 Q F
b
k A T T
H
L
−
= 
 
( )
2
Q F b
kA T T H
L
−
= (2) 
Igualando-se (1) e (2): 
 2
2
b
a
HH = 
 ( )
( )
( )
( )
10 J 10 J
4 4
2,0 min 30 sb a
QH H
t
= = = =
∆
 
Logo, o tempo para que os bastões em série (b) transportem 10 J de calor é 30 s. 
 30 st∆ =