Enunciado
Duas grandes placas paralelas finas, cujas superfícies podem ser consideradas corpos negros, estão separadas por uma distância de 2 cm e trocam calor entre si por condução e radiação. Admita que: - uma das placas está a $T_1 = 400$ K, enquanto a outra está a $T_2 = 300$ K; - o espaço entre elas é ocupado pelo ar ($k_{ar} = 0{,}02$ W/m·K) e - as correntes de convecção natural envolvidas são desprezíveis. Considerando que a taxa de transferência de calor por radiação entre as placas por unidade de área é de 300 W, a taxa de transferência de calor total entre as placas por unidade de área, em W, corresponde a
Alternativas
- A)
350
- B)
400
- C)
450
- D)
500
- E)
550
Gabarito e comentário
Resposta correta: B
A taxa total de calor por unidade de área é a soma da condução e da radiação (convecção desprezada): Condução pela Lei de Fourier: $q_{\text{cond}} = k \frac{\Delta T}{\Delta x} = 0{,}02 \times \frac{400 - 300}{0{,}02} = 0{,}02 \times 5000 = 100\ \text{W/m}^2$ Total: $q_{\text{total}} = q_{\text{rad}} + q_{\text{cond}} = 300 + 100 = 400\ \text{W/m}^2$