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A transferência de calor em fornos é um processo, que combina um conjunto de fenômenos. Entretanto, o equacionamento teórico deste sistema pode ser simplificado se lembrarmos que a transferência de calor através de uma parede sólida irá ocorrer, em geral, por condução. Considere um forno instalado em uma indústria de cimento, que opera com temperatura interna de 1200ºC e cuja parede possui espessura de 60 cm.
Assinale a alternativa que apresenta a quantidade de calor transferida por unidade de área, sabendo que a temperatura externa é de 300ºC e a condutividade do material que compõe a parede desse forno é igual a 0,15 cal m⁻¹K⁻¹.
a. 300 cal/m
b. 200 cal/m
c. 275 cal/m
d. 225 cal/m
e. 250 cal/m
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Questões Para a Compreensão

há 7 meses

Respostas

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há 7 meses

Para calcular a quantidade de calor transferida por unidade de área através da parede do forno, podemos usar a Lei de Fourier para condução de calor, que é dada pela fórmula: \[ q = \frac{k \cdot (T_{in} - T_{out})}{d} \] onde: - \( q \) é a quantidade de calor transferida por unidade de área (em cal/m²), - \( k \) é a condutividade térmica do material (0,15 cal m⁻¹K⁻¹), - \( T_{in} \) é a temperatura interna (1200ºC), - \( T_{out} \) é a temperatura externa (300ºC), - \( d \) é a espessura da parede (60 cm = 0,6 m). Substituindo os valores na fórmula: 1. Calcule a diferença de temperatura: \[ T_{in} - T_{out} = 1200 - 300 = 900ºC \] 2. Agora, substitua na fórmula: \[ q = \frac{0,15 \cdot 900}{0,6} \] 3. Realizando os cálculos: \[ q = \frac{135}{0,6} = 225 \text{ cal/m²} \] Portanto, a quantidade de calor transferida por unidade de área é 225 cal/m². A alternativa correta é: d) 225 cal/m.

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